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Materialforschung: Nanoröhren aus Graphen schwingen gemeinsam

IFF-Nachricht vom 27. Oktober 2010

MaterialforschungForscher aus Jülich und Hamburg fanden heraus, wie sechs ineinander geschachtelte Graphen-Nanoröhren - hier eine elektronenmikroskopische Aufnahme im Querschnitt - miteinander wechselwirken.
Copyright: Abbildung: Dr. Lothar Houben, Forschungszentrum Jülich

Das Nobelpreiskomitee hebt in seiner Begründung für den diesjährigen Physiknobelpreis zum Graphen dessen außergewöhnliche Eigenschaften und großes Potential zur Herstellung neuer Materialien und innovativer Elektronik hervor. Rollt man eine Graphen-Schicht zu einem nahtlosen Zylinder, so entsteht eine Kohlenstoff-Nanoröhre. Was passiert, wenn mehrere solcher Röhren ineinander gesteckt werden, fand jetzt die Nachwuchsgruppe von Dr. Carola Meyer heraus: "Die einzelnen Nanoröhren verhalten sich nicht unabhängig voneinander, sondern wechselwirken mit ihren Nachbarn", so die Forscherin. Die Erkenntnisse können dabei helfen, geeignete Materialeigenschaften zu erzielen für die Entwicklung kleinster Bauteile für nanoelektromechanische Systeme. Die Ergebnisse erscheinen in der Novemberausgabe der Fachzeitschrift Nano Letters und sind bereits online zu lesen.

Um die Wechselwirkung zu messen, versetzten die Forscher die Röhren mit einem Laser in Schwingungen. Die Frequenzen dieser Schwingungen wurden mit Raman-Spektroskopie an der TU Berlin gemessen. "Das allein genügt aber noch nicht, man muss auch die Durchmesser der beteiligten Röhren und ihre Anzahl kennen. Die Zusammenarbeit in der Transmissions-Elektronenmikroskopie mit dem Ernst Ruska-Centrum war hier von entscheidender Bedeutung", erklärt Meyer. So konnte die Kopplung der Schwingungen an einer bestimmten mehrwandigen Röhre erstmals experimentell nachgewiesen und ihre Stärke bestimmt werden. Die Arbeit "Observation of breathing-like modes in an individual multiwalled carbon nanotube" wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen der Forschergruppe "Coherence and relaxation properties of electron spins" gefördert.


Weitere Informationen:
Originalveröffentlichung

Nachwuchsgruppe von Dr. Carola Meyer

Ernst Ruska-Centrum


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