Laser als Nanoröhren-Kran

Die einzelnen Nanobauteile für die Computer der Nach-Silizium-Ära sind schon grösstenteils entwickelt. Auch funktionierende Schaltkreise aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen wurden schon hergestellt. Die Massenfertigung von Chips auf Nanoröhrenbasis war bis vor kurzem aber noch nicht denkbar. Aufwendige Manipulationen mit Kraftfeldmikroskopen waren nötig, um die wenige Milliardstel Meter grossen Kohlenstoffröhrchen einzeln zu plazieren. Jetzt haben Forscher der Universität von New York und des Optikspezialisten Arrix gezeigt, dass sich eine Vielzahl von Röhrchen mit Hilfe von Laserlicht und LCD-Masken gleichzeitig gezielt bewegen lassen.

Licht fängt Röhren

Dass mit Hilfe von Laserstrahlen Gegenstände bewegt werden können, ist schon länger bekannt. In der biologischen Forschung wird dieser Umstand zum Aussortieren einzelner Zellen genutzt. Der Effekt entsteht durch die ungleiche Lichtdichte innerhalb des Strahls. In der Mitte ist mehr Licht als am Rand. Trifft ein Laser auf einen Gegenstand, wird er darum nach aussen abgelenkt und erhält so einen nach aussen gelenkten Impuls. Ein Objekt in der Grössenordnung des Strahldurchmessers gleicht diesen Impuls durch einen Impuls in der Gegenrichtung aus, wodurch es in der Strahlmitte gefangen wird.

Masse dank LCD-Maske

Das Bewegen einzelner Nanoröhrchen mit Hilfe von Laserlicht wäre allerdings nur ein bedingter Fortschritt im Vergleich zum bisherigen Herumschieben mit der Spitze eines Kraftfeldmikroskops. Die US-Forscher haben aber die Technik multipliziert. Dazu teilen sie einen einzelnen Lichtstrahl mit Hilfe einer LCD-Maske in viele Unterstrahlen. So lassen sich nun viele Nanobauteile gleichzeitig in einem vorgegebenen Muster anordnen. In Kombination mit einer kürzlich entwickelten Nanolöttechnik, bei der die Röhrchen mit einem Indium-Metall-Gas besprüht werden, das dann durch das Anlegen einer Spannung sich berührende Teile verlöten kann, liegt nun erstmals ein mögliches Konzept einer Massenfertigung von Nanoröhren-basierten Chips vor.