University of New South Wales Kleinster Draht ist nur vier Atome breit

Nur vier Atome breit ist ein Draht, den Wissenschaftler in Australien auf einem Stück Silizium geschaffen haben.

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Nur ein zehntausendstel der Breite eines menschlichen Haares misst der Draht, den der Doktorand Bent Weber an der University of New South Wales in Sidney geschaffen hat.

Dabei wurde mit der Spitze eines Rasterkraft-Elektronenmikroskops quasi eine Rille in ein Silizium-Substrat gekratzt und diese mit Phosphor-Atomen aufgefüllt.

Neben der fertigungstechnischen Herausforderung war für die Wissenschaftler aber noch ein ganz anderer Punkt wichtig: Nämlich die Frage, ab welcher Strukturbreite ein Draht überhaupt seine Leitfähigkeit bekommt.

Das überraschende Ergebnis: Auch der Superminiaturdraht mit vier Atomen Breite und einem Atom Höhe folgt ganz klassisch dem Ohmschen Gesetz und zeigen ein ähnliches Verhalten wie normale Kupferdrähte.

Bei vielen anderen Bauteilen hingegen treten bei diesen Größenordnungen Quanteneffekte auf, durch die sie sich anders verhalten als in der makroskopischen Welt.

"Wir stehen an der Grenze zu einer Elektronik mit Transistoren auf atomarer Ebene, die uns schließlich zu siliziumbasierten Quantencomputern führen wird", so Professorin Michelle Simmons, die Leiterin des ARC Centre of Exellence for Quantum Computation and Communication Technology an der University of New South Wales.

Um jedoch diese Transistoren auf einem Chip miteinander zu verbinden, benötigt man Drähte im gleichen Maßstab. Dass diese auch tatsächlich funktionieren, haben Weber und Simmons nun nachgewiesen (Video).

Ihre Ergebnisse haben sie unter dem Titel Ohm’s Law Survives to the Atomic Scale im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlicht.

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