Graphen: "Ersatz für Silizium in Computern"

Der Durchbruch der Physik-Nobelpreisträger liegt erst sechs Jahre zurück. Warum hat sich das Preiskomitee so beeilt?

Das Gebiet hat sich seit der Entdeckung des Graphens extrem schnell entwickelt, alle haben sich auf das Material gestürzt.

Was macht es so anziehend?

Graphen ist ein perfektes zweidimensionales System, es besteht nur aus einer Lage Atome, die stabil miteinander verbunden sind. Die Forschung an Kohlenstoff-Nanoröhren ist weit entwickelt, und viele Wissenschaftler hatten sich bereits in theoretischen Modellen mit Graphen beschäftigt. Als dann die Herstellung gelang, ging ein Traum in Erfüllung.

Wo sitzen die Hauptvertreter der Graphenforschung?

Die eine Gruppe sitzt natürlich in Manchester, dann gibt es starke Teams in den USA, etwa an der Columbia-Universität, bei IBM in New York und in Kalifornien. Aber auch Europa und Japan sind gut vertreten.

Wofür kann man Graphen verwenden?

Man möchte versuchen, elektronische Bauteile daraus herzustellen, und Silizium als Halbleiter ablösen. Graphen ist zudem transparent und leitfähig, man kann es also für transparente Elektroden in Displays und als Sensoren einsetzen.

Durch die Literatur geistert immer wieder die Idee eines Weltraumfahrstuhls, dessen Seile aus Nanoröhren sind …

Das illustriert, dass Nanoröhren wie auch Graphen ein extrem festes Material darstellen, das zugleich ein sehr geringes Gewicht hat. Da gibt es nichts, was damit konkurrieren kann.

Mit der Produktion von Nanoröhren hapert es aber noch.

Wenn man Nanoröhren etwa für elektronische Bauteile herstellt, dann gelingt es zwar bereits, sie im passenden Nano-Maßstab herzustellen – viel kleiner als Siliziumbauteile. Aber es entsteht ein breites Spektrum von Nanoröhren, und man möchte gern nur eine Sorte haben. Das kann man bisher nicht kontrollieren, nur hinterher sortieren. Dann muss man die Röhren auch noch auf einem Chip platzieren. Graphen dagegen könnte man direkt auf einen Chip aufbringen und sich die Schaltkreise „ausschneiden“.

Die breite Anwendung wird noch auf sich warten lassen?

Es gibt Grund für Optimismus. Mittlerweile wurde gezeigt, dass man mit einem speziellen, epitaktisch gewachsenen Graphen bereits eine Vielzahl von Transistoren gleichzeitig herstellen kann. Der prinzipielle Beweis ist also erbracht.

Das Gespräch führte Hartmut Wewetzer.