Nanobuisjes gelden door hun bijzondere optische, elektronische en mechanische eigenschappen als rijzende sterren in de nanowetenschap. Wetenschappers van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT), ondersteund door het DFG-Centrum für Funktionelle Nanostrukturen (CNF) in dezelfde plaats hebben een onverwacht elektronisch effect ontdekt. Op termijn kan dat een doorbraak zijn bij de vervaardiging van een nieuwe soort schakelelementen.
De wetenschappers van INT konden de geleidbaarheid van nanobuisjes op aparte, precies bepaalde plaatsen met een factor duizend verminderen door bestraling met elektronen en daarmee in de geleidingsweg kleine dammetjes leggen. Als men een hoge spanning aanlegt, dan geleiden deze plaatsen de stroom weer.
De nanobuisjes zelf blijven onbeschadigd. Met een relatief kleine inspanning is een reusachtig effect oproepen, dat tegelijkertijd reproduceerbaar is en ook omkeerbaar. Dat zal volgens de onderzoekers grote invloed hebben op de toepassing van nanobuisjes in nieuwe soorten computerchips.
Quantumdots
Voor het experiment hadden de fysici een bouwelement genomen vergelijkbaar met een transistor, waarbij de aparte nanobuisjes tussen twee elektroden geplaatst zijn. Als dragermateriaal diende een oxidelaag. De opstelling werd onder een elektronenmicroscoop geplaatst en de elektronenstraal werd loodrecht boven de nanobuisjes geleid. Daarbij verkregen ze nauwkeurig gedefinieerde plaatsen met een afmeting van 10 nm, die nagenoeg geen stroom meer geleidden. De onderzoekers spreken van zogenaamde quantumdots, die tot nog toe alleen op zeer kostbare wijze in schakelkringen konden worden geïntegreerd.
Deze quantumdots zijn kleine eilandjes waarop slechts een paar elektronen passen. Het bijzondere is dat quantumdots zich laten schakelen en aansturen als transistoren, maar ze zijn beduidend kleiner dan gebruikelijke halfgeleidertransistoren. Met het nieuwe INT-proces zijn op nanobuisjes geïntegreerde quantumdots met gedefinieerde grootte te fabriceren, als men met de elektronenstraal telkens twee dicht bij elkaar liggende plaatsen afbakent.
De wetenschappers vermoeden, dat de grond van dit effect ligt in het dragermateriaal. Een deel van de elektronen uit de elektronenstraal blijft steken in de oxidelaag. Deze storen aansluitend het elektronische systeem in de nanobuisjes en maken deze plaatselijk niet geleidend. Door het aanleggen van een hoge spanning worden de ‘storende elektronen’ weer afgevoerd.
