Forschung

Molekular-Computer aus dem Reagenzglas

Licht an – Molekül an: Ein Lichtstrahl schaltet erstmals ein einzelnes Molekül in einen geschlossenen Zustand (rote Atome), sodass Strom fließen kann. Foto: HZDR/Pfefferkorn

Licht an – Molekül an: Ein Lichtstrahl schaltet erstmals ein einzelnes Molekül in einen geschlossenen Zustand (rote Atome), sodass Strom fließen kann.
Foto: HZDR/Pfefferkorn

Forscher aus Dresden und Konstanz entwickeln 3 Nanometer kleine Molekularschalter

Dresden/Konstanz, 20. April 2015: Wenn es nach den Helmholtz-Forschern aus Dresden-Rossendorf geht, werden milliardenteure Chipfabriken in naher Zukunft überflüssig: Dann nämlich sollen Molekular-Computerchips selbstständig in Reagenzgläsern wachsen. Als ersten Schritt dahin haben sie gemeinsam mit Forschern der Uni Koblenz nun einen nur drei Nanometer kleinen Molekularschalter aus der organischen Verbindung Diarylethen in einer Flüssigkeit im Reagenzglas konstruiert.

Strombrücke schließt sich bei Lichtimpuls

Dabei spannten sie das Diarylethen zwischen zwei Nano-Spitzen aus Gold und bestrahlten es dann mit Licht. Daraufhin schlossen sich zwei Atome im Moleküle zusammen und bildeten eine leitende Verbindung – das Grundmuster für einen Schalter und damit für eine Informationsverarbeitung war geschaffen.

Noch viele Probleme zu lösen

In der Praxis allerdings liegt wohl noch ein langer und ungewisser Weg vor den Forschern, bis diese Technik vielleicht irgendwann einmal zu konkurrenzfähigen Molekularcomputern führt. Zum Beispiel gelang es den Physikern noch nicht, ihren Schalter auch wieder zu öffnen. Auch hatte es drei Jahre gedauert, den Molekularschalter überhaupt zu erzeugen. Und nicht zuletzt bleibt zu erforschen, ob diese Nanotransistoren schnell genug schalten, um mit der heutigen Silizium-Technologie mitzuhalten.

Große Perspektiven für Molekularelektronik erwartet

Dennoch sind die Forscher vorsichtig optimistisch: Molekulare Elektronik werde zukünftig ein Fenster hin zu neuartigen und immer noch kleineren und zugleich energieeffizienten Bauelementen oder Sensoren aufstoßen, ist Physiker Dr. Artur Erbe vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) überzeugt. Dabei könnte das bereits erprobte selbstorganisierende Design durch Erbgut-Moleküle (DNS) helfen. „Wenn es uns gelingt, logische Schalter aus sich selbst organisierenden Molekülen zu bauen, dann kommt der Rechner der Zukunft aus dem Reagenzglas“, prophezeit Dr. Erbe. hw