II. Wissenschaftliche Vorträge

nem typischen RTM, sind diese Kontakte weniger vibrationsanfällig. Bei einer
verfeinerten Variante dieser „mechanisch kontrollierte Bruchkontakte (MKB)“
genannten Proben verwendet man als Ausgangsdraht eine freitragende Nano-
brücke aus einem dünnen Metallfilm, die mit den Methoden der Mikroelekt-
ronik hergestellt worden ist, siehe Abbildung 1 b). Vorteil hierbei ist, dass man
den Abstand der Brückenpfeiler sehr klein machen kann und deshalb Stabilität
gewinnt, weil Vibrationen den Abstand der beiden Brückenpfeiler zu einander
kaum ändern.
Ein Verfahren, mit dem man hochstabile, aber nicht mehr veränderbare Ein-
zelmolekülkontakte herstellen kann, beruht auf der Elektromigration, also der
Verlagerung von Metallatomen in einem Draht durch hohe Ströme, also dem
Prinzip der Schmelzsicherung. Bevor diese ganz durchschmilzt, erhält man ato-
mare Drähte. Wenn man sie ganz vorsichtig durchbrennt, entsteht eine weni-
ge Nanometer feine Lücke, in die man Moleküle abscheiden kann. Keine dieser
Methoden eignet sich für die Anwendung in hochintegrierten Schaltkreisen mit
vielen exakt gleich kontaktierten Molekülen. Sie erlaubenjedoch die gezielte Un-
tersuchung einzelner molekularer Kontakte.
Einzelmolekülkontakte
Atome haben eine typische Größe von weniger als einem Nanometer, Molekü-
le, die in der molekularen Elektronik veiwendet werden, können auch ein paar
wenige Nanometer groß sein und können deshalb, insbesondere wenn sie sich
zwischen den Metallkontakten befinden, nicht direkt abgebildet werden. Deshalb
veiwendet man als Nachweis der Kontakte ihre elektrischen Transporteigenschaf-
ten. Man misst den Widerstand, bzw. dessen Kehrwert, den elektrischen Leitwert
beim Auseinanderziehen. Eine sogenannte „Öffnungskurve“ eines MKB aus Alu-
minium zeigt Abbildung 1 c).
Kurz bevor der Draht durchreißt, beobachtet man Sprünge, die der Umord-
nung einzelner Atome entsprechen und dazwischen Plateaus, die charakteristisch
sind für das jeweilige Metall. Gleiches gilt für die Einzelmolekülkontakte: Nach
dem Abreißen des letzten Metallkontakts können weitere Plateaus bei noch klei-
neren Leitwerten auftreten, die den Molekülen zugeordnet werden und charakte-
ristisch sind für die Molekül-Metall-Kombination.
In den vergangenen Jahren wurden Messverfahren entwickelt, die Informati-
onen darüber geben, wie das Molekül im Kontakt angeordnet ist und wie das elekt-
ronische System des Moleküls mit dem des Metalls zusammenarbeitet. Dazu misst
man Strom-Spannungskennlinien und deren Ableitungen. Letztere enthalten In-
formationen über die Molekülschwingungen, die durch die strömenden Elekt-
ronen angeregt werden. Die Identifikation der Moleküle durch dieses Verfahren
nennt man inelastische Elektronentunnelspektroskopie (IETS). [3]

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