Graphen: Schlangenlinien erzeugen physikalische Eigenschaften

Nanobänder aus Graphen bekommen unterschiedliche elektrische oder magnetische Eigenschaften, wenn sie wellenartig verformt werden. Die Form der Welle bestimmt beispielsweise die Leitfähigkeit des Bandes.

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Nanowiggle: Form bestimmt Eigenschaften
Nanowiggle: Form bestimmt Eigenschaften (Bild: Rensselaer Polytechnic Institute)

Werden Graphen-Bänder zu Schlangenlinien verformt, weisen diese sogenannten Nanowiggles bemerkenswerte physikalische Eigenschaften auf. Das haben Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute in Troy im US-Bundesstaat New York herausgefunden. Sie haben ihre Entdeckung im Fachmagazin Physical Review Letters beschrieben.

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Um die Nanowiggles herzustellen, werden graphitische Nanobänder verformt, so dass sie nicht mehr gerade, sondern schlangenförmig sind. Dabei entstehen verschiedene Muster, die die Forscher nach der Form der Kanten Sessel, Zickzack, Sessel/Zickzack, oder Zickzack/Sessel genannt haben.

Als die Forscher um Vincent Meunier die Eigenschaften dieser Formen untersuchten, fanden sie heraus, dass die verschiedenen Wiggles unterschiedliche Eigenschaften haben. So weisen sie verschiedene Bandlücken auf. Die Bandlücke bestimmt unter anderem die elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes. Außerdem haben sie unterschiedliche magnetische Eigenschaften.

Mit diesem Wissen könnten Nanostrukturen speziell für bestimmte Anwendungen hergestellt werden. "Wir haben einen Plan erarbeitet, nach dem Nanomaterialien einfach hergestellt und für Anwendungen von Photovoltaik bis hin zu Halbleitern und, besonders wichtig, Spintronik angepasst werden können", erklärt Meunier.

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Die Nanowiggles sind vor nicht allzu langer Zeit von Schweizer Wissenschaftlern entdeckt worden.

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