Es ist ein Zufallsfund: Die Synthese von Gold war bisher auf freistehende, mehrere Atome dicke Schichten oder auf in Schablonen eingeschlossene Monolagen beschr\u00e4nkt. Nun ist es\u00a0Forschern\u00a0gelungen, erstmals eine ultrad\u00fcnne Goldschicht herzustellen, die nur ein Atom dick ist.<\/p>\n
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Wissenschaftler haben lange versucht, Goldbleche herzustellen, die nur eine Atomlage dick sind. Sie sind bisher aber an der Neigung von Gold zum Verklumpen gescheitert. Nun ist es es Wissenschaftlern erstmals gelungen, Goldfolien zu erzeugen, die nur eine einzige Atomschicht dick sind.<\/p>\n
Den Forschern der Universit\u00e4t Link\u00f6ping kam dabei eine hundert Jahre alte Methode zugute, die von japanischen Schmieden verwendet wird. Das Material wurde als \"Goldene\" bezeichnet.<\/p>\n
Um die ultrad\u00fcnne Goldfolie herzustellen, verwendeten die Forscher ein dreidimensionales Grundmaterial. Bei diesem wird Gold zwischen Schichten aus Titan und Kohlenstoff eingebettet Die Entwicklung von Goldene erwies sich jedoch als eine Herausforderung. Laut Lars Hultman, Professor f\u00fcr D\u00fcnnschichtphysik an der Universit\u00e4t Link\u00f6ping, ist ein Teil des Fortschritts auf einen gl\u00fccklichen Zufall zur\u00fcckzuf\u00fchren.<\/p>\n
\"Wir hatten bei der Entwicklung des Grundmaterials ganz andere Anwendungen im Sinn. Wir begannen mit einer elektrisch leitenden Keramik namens Titansiliziumkarbid, bei der das Silizium in d\u00fcnnen Schichten vorliegt. Die Idee war dann, das Material mit Gold zu beschichten, um einen Kontakt herzustellen. Aber als wir das Bauteil einer hohen Temperatur aussetzten, wurde die Siliziumschicht im Inneren des Grundmaterials durch Gold ersetzt\", sagt Lars Hultman.<\/p>\n
Dieses Ph\u00e4nomen wird als Interkalation bezeichnet. Seit mehreren Jahren k\u00f6nnen die Forscher zwar Titangoldkarbid herstellen, ohne aber zu wissen, wie das Gold anschlie\u00dfend sozusagen herausgel\u00f6st oder herausgeschwemmt werden kann.<\/p>\n
Durch Zufall stie\u00df Lars Hultman auf eine Methode, die seit \u00fcber hundert Jahren in der japanischen Schmiedekunst verwendet wird. Dort werden Kohlenstoffr\u00fcckst\u00e4nde mittels der genannten Murakami-Reagenz wegge\u00e4tzt, um zum Beispiel bei der Herstellung von Messern die Farbe des Stahls zu ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Es war jedoch nicht m\u00f6glich, genau den gleichen Ansatz der Schmiede f\u00fcr die Goldschicht zu verwenden. Der Forscher Shun Kashiwaya, der mit der Aufgabe betraut wurde, musste nach Modifikationen der Methode suchen.<\/p>\n
\"Ich habe verschiedene Konzentrationen von Murakamis Reagenz und verschiedene Zeitspannen f\u00fcr das \u00c4tzen ausprobiert. Ein Tag, eine Woche, ein Monat, mehrere Monate. Wir stellten fest, dass die \u00c4tzung umso besser funktionierte, je niedriger die Konzentration und je l\u00e4nger der \u00c4tzvorgang war. Aber das war immer noch nicht genug\", sagt<\/a> Shun Kashiwaya.<\/p>\n Das \u00c4tzen muss au\u00dferdem im Dunkeln erfolgen, da sich bei der Reaktion unter Lichteinwirkung Zyanid entwickelt, das Gold aufl\u00f6st. Der letzte Schritt bestand darin, die Goldbleche stabil zu machen. Um zu verhindern, dass sich die freigelegten zweidimensionalen Bl\u00e4tter aufrollen, wurde ein Tensid hinzugef\u00fcgt.<\/p>\n \"Die Goldbl\u00e4tter befinden sich in einer L\u00f6sung, ein bisschen wie Cornflakes in Milch. Mit einer Art \"Sieb\" k\u00f6nnen wir das Gold auffangen und mit einem Elektronenmikroskop untersuchen, um zu best\u00e4tigen, dass wir erfolgreich waren.\", sagt Shun Kashiwaya, dem die Herstellung der ultrad\u00fcnnen Goldschicht gelungen war.<\/p>\n \"Wenn man ein Material extrem d\u00fcnn macht, passiert etwas Au\u00dfergew\u00f6hnliches – wie bei Graphen. Das Gleiche passiert mit Gold. Gold ist normalerweise ein Metall. Aber wenn es nur ein Atom dick ist, kann das Gold stattdessen zu einem Halbleiter werden\", sagt Shun Kashiwaya, Forscher in der Abteilung f\u00fcr Materialdesign an der Universit\u00e4t Link\u00f6ping.<\/p>\n Nach Angaben der Forscher der Universit\u00e4t Link\u00f6ping (Schweden) hat das Gold dadurch neue Eigenschaften erhalten, die es f\u00fcr Anwendungen wie die Umwandlung von Kohlendioxid, die Wasserstoffproduktion und die Herstellung von Chemikalien mit hohem Mehrwert geeignet machen k\u00f6nnen. Ihre Ergebnisse sind in der Zeitschrift Nature Synthesis ver\u00f6ffentlicht<\/a>. In einem n\u00e4chsten Schritt wollen die LiU-Forscher untersuchen, ob dies auch mit anderen Edelmetallen m\u00f6glich ist, und weitere zuk\u00fcnftige Anwendungen identifizieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Es ist ein Zufallsfund: Die Synthese von Gold war bisher auf freistehende, mehrere Atome dicke Schichten oder auf in Schablonen eingeschlossene Monolagen beschr\u00e4nkt. Nun ist es\u00a0Forschern\u00a0gelungen, erstmals eine ultrad\u00fcnne Goldschicht herzustellen, die nur ein Atom dick ist.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[655,690],"tags":[207],"class_list":["post-24612","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-technik","category-wissenschaft","tag-wissenschaft"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24612","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24612"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24612\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24615,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24612\/revisions\/24615"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24612"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24612"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24612"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}