Bild des Monats: Kleinstmögliche Kupfer-Kastanientiere Aus dem Institut für Halbleitertechnik
Ein Spaziergang an einem goldenen Herbsttag kann eine nachhaltige Freude sein. Denn wenn an einem grauen Tag kalter Regen gegen die Fenster prasselt, lassen sich aus den beim Spaziergang gesammelten Kastanien und ein paar Zahnstochern Raupen, Rehe und Co basteln. Maximilian Vergin vom Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig hatte weder Kastanien noch Zahnstocher zur Hand. Dafür aber das Knowhow, um aus Metall mikroskopische Nanodrähte samt schmucksteinartiger Spitzen herzustellen. Was der Zufall zu Nano-Kastanientieren zusammengebastelt hat, ist jetzt unser Bild des Monats für den Herbst.
Aus Zufall zu Kastanientieren geworden: Nanodrähte mit Kontaktierflächen an der Spitze. Bildnachweis: Maximilian Vergin/TU Braunschweig
Was so sehr an herbstliches Basteln erinnert, ist für das Exzellenzcluster QuantumFrontiers und das Quantum Valley Lower Saxony eine relevante Technologie zur Bauteilintegration. Die Drähte sind circa 100mal dünner als ein menschliches Haar und funktionieren als winzige Stromkabel, die unterschiedlichen Halbleiterbauteile auf engstem Raum miteinander verbinden. Was, je nach Form, an Kastanien oder große Schmucksteine erinnert, hilft, die fundamentalen elektrischen Eigenschaften der Nanodrähte für die Anwendung zu erforschen. Die „dicken Klunker“ ermöglichen eine leichtere Kontaktierung mit Messnadeln im Rasterelektronenmikroskop.
Verbindende Rolle beim Quantencomputerbau
Anwendung finden die Drähte etwa in der Mikro-LED-Technologie. Während die Steuerung der LEDs in Silizium realisiert wird, bestehen die LEDs naturgemäß aus Galliumnitrid. Die Nanodrähte können hier die wortwörtliche Brücke zwischen den Halbleiterwelten bilden und damit am Ende mehr LEDs auf einem Chip ermöglichen. Eine ähnlich verbindende Rolle kommt den Nanodrähten beim Quantencomputerbau im Quantum Valley Lower Saxony zu. Hier gilt es, die winzigen Ionenfallen – das Herz des Superrechners – mit makroskopischerer Elektronik zu verbinden. Die Nanodrähte helfen dann, die Kluft der verschiedenen Größenskalen zu überwinden.
Nur ein Elektronenmikroskop sieht die Drähte, die 100mal dünner als ein menschliches Haar sind. Bildnachweis: Maximilian Vergin/TU Braunschweig
Für die Charakterisierung der Nanodrähte ist das Zusammenfallen der Strukturen unerheblich. Die Forschenden mitteln dafür die Messwerte über die Anzahl der verbundenen Nanodrähte pro Struktur. Bildnachweis: Maximilian Vergin/TU Braunschweig
Mit ihrer flachen Unterseite, geben die Kontaktierflächen eine weitere herbstliche Assoziation: Pilze. Bildnachweis: Maximilian Vergin/TU Braunschweig
