Graphene sind wabenförmige 2D-Moleküle aus Kohlenstoff mit hoher Leitfähigkeit. Abb.: Graphen Center Cambridge

Neuer Forschungspfad für kohlenstoffbasierte 2,5D-Elektronik in Dresden

Dresden, 7. September 2016. Elektronikforscher und Chemiker der TU haben am Mittwoch ein „Graphen-Zentrum Dresden“ (GraphD) am Exzellenz-Center für fortgeschrittene Elektronik „cfaed“ gegründet. Dort bündeln sie die Dresdner Forschungen an diesem „Wundermaterial“, das aus extrem dünnen, festen und leitfähigen Kohlenstoff-Netzen besteht.

Prof. Xinliang Feng. Foto: Heiko Weckbrodt

Superstar Feng aus China soll Dresden in Graphen-Spitzenklasse katapultieren

Graphen-Star Prof. Xinliang Feng aus China soll dieses Zentrum leiten und Dresden in die Spitzenliga der zehn weltweit führenden Forschungsstandorte in diesem Sektor führen. „Und Graphen ist erst der Anfang“, betonte cfaed-Koordinator Prof. Gerhard Fettweis. Denn speziell dotierte und gestapelte Kohlenstoffnetze könnten extrem leistungsfähige Chips, Sensoren und Energiespeicher ermöglichen.

1,8 Millionen Euro für Nachwuchs-Forschergruppe

Das Zentrum wird anfangs ein eher ideeller Zusammenschluss von Kohlenstoff-Forschern der TU sowie von Dresdner Leibniz-, Helmholtz- und Planck-Instituten sein. Doch Grundsteine für einen größeren Komplex sind gelegt: Aus EU-Töpfen hat die Sächsische Aufbaubank rund 1,8 Millionen Euro für eine zehnköpfige Nachwuchsforscher-Gruppe bewillig – als Nukleus für GraphD. Sie soll die weltweit besten Graphen-Wissenschaftler nach Dresden locken, Experten für die sächsische Industrie ausbilden und für Erfindungen, Firmenausgründungen und Jobs in diesem Sektor sorgen.

Prof. Gerhard Fettweis. Foto: Heiko Weckbrodt

Neuer Forschungspfad für kohlenstoffbasierte 2,5D-Elektronik in Dresden

Auch hat das cfaad als Mutterinstanz einen graphen-basierten Forschungspfad „2,5D“ zur Nanoelektronik der Zukunft definiert. Prof. Fettweis will dafür Exzellenz-Fördermittel des Bundes an Land ziehen. Gelingt dies, könnte das „GraphD“ vielleicht schon auf Augenhöhe mit international führenden Graphen-Standorten in England, China, den USA, in Schweden und Korea forschen.

Bisher lassen sich Graphen-Wunschstrukturen nur mit teurer Spezialtechnik erzeugen – hier mit einem Rasterkraftmikroskop. Für den Industrieeinsatz als Chip-werkstiff müssen praktischere Methoden entwickelt werden. Visualisierung: Universität Basel, Fachbereich Physik

Was ist Graphen?

Graphen-Moleküle bestehen aus reinem Kohlenstoff. Sie sind mit Diamanten und Bleistift-Graphit verwandt. Aber anders als diese sind ihre Atome nicht in 3 Dimensionen (3D) verknüpft, sondern nur in 2 Dimensionen (2D). Auf dem „2,5D“-Pfad wollen die Dresdner ausloten, ob sie 2D-Graphen-Netze mit Fremdatomen spicken, stapeln und 3D-ähnlich verbinden können, um superschnelle Computerchips, intelligente Textilien, Super-Kondensatoren oder Elektroauto-Batterien mit enormer Reichweite zu konstruieren.

Autor: Heiko Weckbrodt