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Materialforschung – Diamantbüschel sprießen in den Mikrohimmel

Diamanten sind auch für Quantenphysiker hochinteressante Materialien. Forscher aus Moskau haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich winzige Diamantstäbchen mit ungewöhnlichen Eigenschaften herstellen lassen.

12.01.2017, von Manfred Lindinger

Der Diamant lässt nicht nur die Herzen vieler Schmuckliebhaber höher schlagen. Auch im Werkzeugbau und in der Materialforschung schätzt man diese besondere Form von Kohlenstoff seit langem wegen seiner extremen Härte, außergewöhnlichen Wärmeleitfähigkeit sowie chemischen und thermischen Beständigkeit.

Aber auch für physikalische und technische Anwendungen werden Diamantkristalle immer interessanter. So kann man sie zur Fluoreszenz anregen, indem man etwa einzelne Stickstoffatome gezielt in das Kristallgefüge einbaut. Dadurch erhält man eine Quelle, die auf Knopfdruck einzelne Photonen abstrahlt. Solche Lichtquellen werden beispielsweise für die Quantenkryptographie benötigt, wo man mit Lichtteilchen geheime Nachrichten abhörsicher übertragen möchte.

Diamantstäbchen günstig hergestellt

Aber auch zum Bau von „kalten“ Kathoden eignen sich Diamantkristalle. Die Elektronen lassen sich effizient mit elektrischen Feldern aus der negativen Elektrode m Material herauslösen. Allerdings benötigt man für solche Anwendungen möglichst perfekte nadel- oder stäbchenförmige Diamantkristalle.

Materialforscher von der Lomonossow-Universität in Moskau haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich stäbchenförmige Kristalle auf recht einfache Weise und damit günstig herstellen lassen.

Victor Kleshch und seine Kollegen erzeugen zunächst dünne polykristalline Diamantfilme, indem sie Methan zusammen mit Wasserstoff aus der heißen Gasphase auf einer Siliziumunterlage abscheiden. Die Proben werden dann einige Stunden lang auf rund 700 Grad erhitzt und dabei Luftsauerstoff ausgesetzt. Das Ergebnis sind mehrere Nanometer dicke und einige Mikrometer lange Diamantstäbchen, die bündelweise aus der Oberfläche sprießen.

Quelle: http://www.faz.net/aktuell/wissen/physik-mehr/materialsynthese-diamantbueschel-spriessen-in-den-mikrohimmel-14612186.html vom 13.01.2017