Mainz: Durchbruch bei Graphen-Fertigung gelungen

Weltweit wetteifern Wissenschaftler um einen effizienten Weg zur Herstellung des neuen "Wundermaterials" Graphen. Am Mainzer Max-Planck-Institut für Polymerforschung gelang nun ein entscheidender Durchbruch.
Forschung, metall, Graphen
University of Manchester
Den dort ansässigen Forschern ist es gelungen, Graphenstreifen in bisher unerreichter Größe und mit definierter Struktur herzustellen. Anschließend entfaltete sich das entscheidende Merkmal des Materials: Die defektfreien Graphenstreifen zeigen sehr gute Halbleitereigenschaften, konnten die Forscher nun berichten.

Damit bringt das Nanomaterial optimale Voraussetzungen für den Einsatz in elektronischen Bauteilen wie etwa Transistoren mit und ist weitaus leistungsfähiger als das derzeit verwendete Silizium. "Wir haben einen großen Schritt nach vorn gemacht und können nun Graphenstreifen mit einzigartigen Eigenschaften in Lösung herstellen", erklärt Forschungsgruppenleiter Xinliang Feng.

Um im weltweiten Rennen vorn dabei zu sein, treibt die EU-Kommission die Erforschung des Graphens massiv voran. Das Förderprogramm "Graphene Flagship" stellt in den kommenden zehn Jahren Mittel in Höhe von annähernd einer Milliarde Euro für die Nutzbarmachung des Kohlenstoff-Materials bereit.

Durch die Weiterentwicklung einer bereits vor zwei Jahren an dem Institut gefundenen Methode ist es nun gelungen, die Graphenstreifen mit exakt definierter Fläche und Struktur zu formen. Denn nur die Streifen verfügen über Bandlücken. Erst diese strukturelle Eigenheit erlaubt die Steuerung der Elektronenbewegung und der optischen Merkmale.

Die daraus resultierenden Halbleitereigenschaften der Graphenstreifen sind denen von Silizium überlegen. Als dessen Nachfolger in elektronischen Geräten, Batterien oder Solarzellen lassen sie zukünftig eine Vervielfachung der Leistungsfähigkeit solcher Anwendungen erwarten. Entscheidend dafür wird sein, ob sich ihre Herstellung in industriellem Maßstab realisieren lässt. Mit der Verarbeitung in Lösung markiert das neue Syntheseverfahren auch einen entscheidenden Schritt zur Massenproduktion des zweidimensionalen Materials.
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