Studium Generale

Schalten mit Molekülen: Neues aus der molekularen Elektronik

 

Prof. Dr. Elke Scheer, Universität Konstanz, Fachbereich Physik

Computer, Tablets, Mobiltelefone werden immer leistungsfähiger, weil immer mehr und immer kleinere elektronische Bauteile darin verschaltet sind. Bald werden die konventionellen Halbleiterbauelemente an ihre prinzipielle Miniaturisierungsgrenze stoßen [1], weshalb nun alternative Ansätze, wie zum Beispiel Molekulare Elektronik Schalter diskutiert werden. Diese hat zum einen zum Ziel, die Funktion der diskreten Bauelemente, die bisher aus Silizium hergestellt wurden, durch geeignete Moleküle zu ersetzen. Moleküle können in großer Anzahl und mit atomarer Perfektion synthetisiert werden. Ein weiteres Ziel der Molekularen Elektronik besteht darin, völlig neue Funktionsprinzipien zu entwerfen, und dabei gezielt molekulare Eigenschaften auszunutzen [2,3]. Man unterscheidet prinzipiell zwei Ansätze: Einzelmolekülelektronik und Multimolekülelektronik. In diesem Vortrag werde ich mich auf Einzelmolekülelektronik konzentrieren und als erstes vorstellen, wie Kontakte zwischen Metallelektroden und einzelnen Molekülen hergestellt und elektrisch charakterisiert werden können. Schließlich werde ich einige Beispiele funktioneller Bauelemente wie Schalter oder Dioden vorstellen. [2,3]

[1] Waldrop, M.M.: Nature 530, 144-147 (2016).

[2] Weber, H.B., Mayor, M.: Physik in unserer Zeit 34, 272-278 (2003).

[3] Cuevas, J.C., Scheer, E.: Molecular electronics: an introduction to theory and experiment. World Scientific Publishing, Singapore (2017).

Elke Scheer studierte Physik an der Universität Karlsruhe (Jetzt: Karlsruher Institut für Technologie) und promovierte dort im Jahr 1995 mit einer experimentellen Art zum Thema des elektronischen Transports bei sehr tiefen Temperaturen in Edelmetallnanostrukturen. Von 1996 bis 1997 absolvierte sie einen Forschungsaufenthalt am Forschungszentrum Saclay bei Paris in Frankreich, wo sie mit ihren Arbeiten zum elektronischen Transport durch atomare Kontakte begann. Diese Arbeiten setzte sie nach ihrer Rückkehr nach Karlsruhe fort. Seit Mitte 2000 ist sie Professorin für Experimentalphysik an der Universität Konstanz und forscht unter anderem auf dem Gebiet der Molekularen Elektronik, der Quantenphänomene im elektronischen Transport, des Nanomagnetismus und der mesoskopischen Supraleitung.

Datum: 2019-11-04