HELMHOLTZ extrem

Der kleinste Stromkreis

Winziger Stromleiter. Bild: nmlfd, kynni/iStock; wilhei/Pixabay, Kjpargeter/Freepik

Die zentralen Bausteine unserer Computer sind in den letzten 60 Jahren immer weiter geschrumpft. Man braucht heute winzige Stromkreise, die trotzdem präzise steuerbar sind.

Die zentralen Bausteine unserer Rechner sind heute bis auf 14 Nanometer, also 14 Millionstel eines Millimeters geschrumpft. Doch die Entwicklung stockt. Artur Erbe und seine Kollegen vom Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf setzen auf organische Moleküle, also Kohlenwasserstoffverbindungen, als Lösung: "Die leiten Strom,lassen sich chemisch sehr präzise herstellen und nach unseren Wünschen modifizieren", sagt er. Ein einzelnes stromleitendes Element ist aber noch kein funktionierender Stromkreis. Bislang ist es noch problematisch, die Moleküle mit leitfähigen Materialien zu verbinden und sie genau an der Stelle abzulegen, an der sie gebraucht werden.

"Wir stellen diesen Nanoverbindungsdraht aus mit Gold modifizierter DNA her. Wir nehmen einen langen Strang des Erbguts und falten ihn mit kürzeren DNA-Schnipseln zu einem langen,starren Draht, der dann mit Goldteilchen bedeckt wird und somit den Strom leitet und die Moleküle miteinander verbindet", sagt Erbe. Das ganze System beruht zum einen auf der Leitfähigkeit der funktionalisierten DNA und zum anderen auf der Fähigkeit zur Selbstorganisation, also zum spontanen und von außen unbeeinflussten Zusammenschluss der einzelnen Bauelemente. Die Struktur bleibt in Form dank eines ausgeklügelten Faltsystems, das auch "DNA-Origami" genannt wird. Das Verbindungselement und die einzelnen Bausteine konnten die Helmholtz-Wissenschaftler also bereits identifizieren, nun gilt es, beide Verfahren miteinander zu kombinieren, um tatsächlich winzig kleine Stromkreise herzustellen.

"Wir wollen auf eine Größenordnung von unter zehn Nanometern kommen. Bisher sind wir bei 30 bis 100 Nanometer", sagt er. "Aber wir sind auf einem guten Weg. Der kleinste Stromkreis der Welt könnte schon in den nächsten fünf bis zehn Jahren effektiv und kostengünstig hergestellt werden". 

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24.04.2017, Rebecca Winkels
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