Prof. Mickael Perrin: Kohlenstoffbasierte Quantentechnologie
Einem Forschungsteam um EMPA-Professor Mickael Perrin, Assistenzprofessor für Niederdimensionale Quantenelektronik am D-ITET, ist es erstmals gelungen, einzelne atomar genaue Nanobänder mit Elektroden zu versehen. Damit ebnen sie den Weg für eine genaue Charakterisierung der «Wunderbänder» und ihre mögliche Anwendung in der Quantentechnologie.
Die Quantentechnologie ist vielversprechend, aber auch komplex. In den kommenden Jahrzehnten wird mit ihr ein Durchbruch erwartet: kleinere, präzise Sensoren, sichere Kommunikationsnetze und leistungsfähige Computer, die bei der Entwicklung von Medikamenten, der Marktkontrolle und der raschen Wettervorhersage helfen.
Um dies zu erreichen, benötigen wir Quantenmaterialien, wie zum Beispiel Graphen. Diese zweidimensionale Kohlenstoffstruktur verfügt über einzigartige Eigenschaften: aussergewöhnliche Zugfestigkeit, Leitfähigkeit und spezifische Quanteneffekte. Wenn man sie weiter einschränkt, etwa in Form von Bändern, lassen sich Quanteneffekte kontrollieren.
Das Team von Mickael Perrin macht sich dies zunutze. Am Empa-Labor «Nanoscale Interfaces» unter der Leitung von Michel Calame erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Perrin seit Jahren Graphen-Nanobänder. «Graphen-Nanobänder sind noch faszinierender als Graphen», sagt Perrin. «Durch die Anpassung von Länge, Breite und Kanten sowie das Hinzufügen von Atomen lassen sich unterschiedliche elektrische, magnetische und optische Eigenschaften erzielen.»