Home Forschung & Bildung Forscher der TU Wien stellen 3D-Nanostrukturen aus Gold her

Forscher der TU Wien stellen 3D-Nanostrukturen aus Gold her

Wissenschaftlern an der TU Wien ist es gelungen mittels fokussiertem Elektronenstrahl aus einer goldhaltigen organischen Verbindung 3D-Nanostrukturen aus fast reinem Gold herzustellen.

Mit dem neuen Verfahren lassen sich – ähnlich wie mit einem 3D-Drucker – hoch präzise Nanostrukturen herstellen. Diese sind vor allem für Anwendungen in der Elektronik und Sensorik interessant, wie beispielsweise für Biosensoren oder als elektrische Kontakte.

Elektrotechniker Prof. Heinz Wanzenböck vom Institut für Festkörperelektronik der TU Wien erklärt:

„Gold sieht nicht nur sehr schön aus, es spielt auch für die Nanotechnologie eine ganz besondere Rolle. Jahrelang hat die Nanotechnologie-Community nach einer Möglichkeit gesucht, beliebig geformte Nanostrukturen aus reinem Gold zu produzieren, doch lange blieb dieses Problem ungelöst – ein ärgerlicher Flaschenhals in der Nanotechnologie.”

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Eine goldhaltige organische Verbindung kommt von links, Wasser von rechts, von oben kommt ein fokussierter Elektronenstrahl. Bild: TU Wien

Bei dem entwickelten Verfahren wird eine organische Metallverbindung Punkt für Punkt mit einem fokussierten Elektronenstrahl so zerlegt, dass an bestimmte Stellen nur noch das Gold übrig bleibt.

„Schon bisher war bekannt, dass man auf diese Weise sehr komplexe dreidimensionale Strukturen herstellen kann“, sagt Mostafa Shawrav von der TU Wien. „Allerdings ließ die Reinheit dieser Strukturen immer sehr zu wünschen übrig: Typischerweise hatte man es mit 70% Kohlenstoff und nur 30% Gold zu tun. Wir fügen nun allerdings während der Gold-Deposition gezielt ein Oxidationsmittel hinzu, dadurch können wir praktisch reines Gold herstellen.“

Die Leitfähigkeit bisher hergestellter, unreiner Geldstrukturen war rund eine Million Mal schlechter als die von reinem Gold. Das neue Verfahren erzeugt Strukturen mit einer Leitfähigkeit, die bis auf einen Faktor vier der Leitfähigkeit von reinem Gold entspricht.

„Diese extrem leitfähigen und reinen Goldstrukturen werden eine neue Tür für die Welt der Nanoelektronik öffnen“, sagt Philipp Taus von der TU Wien. „Es wird nun viel einfacher sein, Nanoantennen aus Gold herzustellen oder Strukturen zu fabrizieren, mit denen man einzelne Biomoleküle auf einer Oberfläche festhalten kann.“

Die Ergebnisse der Studie mit dem Titel “Highly conductive and pure gold nanostructures grown by electron beam induced deposition” wurden im Nature Journal veröffentlicht.

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