2004年8月12日
欧文Schrödinger跨学科研究奖，由国家研究中心亥姆霍兹协会卡尔斯鲁厄大学纳米技术研究所的一个研究小组将于今年获得诺贝尔奖。评审团希望以这种方式表彰物理学家和化学家团队在纳米技术领域的卓越跨学科成就。Helmholtz协会主席Walter Kröll教授将于2004年12月7日在布鲁塞尔举行的Helmholtz年度大会上为研究团队颁发价值5万欧元的奖金。
近年来，卡尔斯鲁厄团队(Frank Hennrich、Ralph Krupke、Marcel Mayor和Heiko Weber)开展了两项开创性的活动，在世界范围内的专家同行中享有盛名:他们开发了一种长期受欢迎的分离微型碳管的方法，这种方法在纳米技术中发挥着重要作用。他们还成功地测量了通过单个有机分子的电流。通过系统的合作，卡尔斯鲁厄团队解决了影响整个纳米技术领域的两个基本问题。他们的共同工作将在未来产生一种新型的纳米电子学，在这种电子学中可以制造出百万分之一毫米的微小电路。这种规模很小的电子器件预计将在计算机、卫星技术和医学工程中发挥重要作用。它将使制造微型芯片成为可能，从而决定性地提高这种微型规模的计算性能。卡尔斯鲁厄研究人员的碳管可以充当“导线”，而有机分子则充当存储介质。
小即是美
欧文Schrödinger奖每年颁发一次，表彰赫姆霍尔兹科学家在不同领域的交互领域中取得的杰出科学或技术创新成就。评审团主席Karin Mölling教授解释说:“今年的获奖者以一种独特的方式成功地跨学科合作，并将化学和物理领域结合在一个创新的研究领域。”“物理学中的成分变得越来越小，化学中的分子变得越来越大，物理学和化学相遇了，”苏黎世大学(University of Zurich)医学病毒学研究所(Institute of Medicinal Virology)所长、物理学家说。“纳米技术就位于这个界面:这里的电路是建立在分子尺度上的。它不能再小了!”
碳原子的“通心粉”
早在1991年，日本研究人员就发现，碳原子可以形成壁厚只有一个原子的微型管。从那时起，“纳米管”就成为纳米技术最重要的研究课题之一。特别是在分子电子学中，它们很快被认为是电子元件的基本组成部分。然而，到目前为止，有一个困难:生产总是导致两种不同电性能的纳米管的混合。根据壁上原子的排列，碳通心粉的行为要么像金属，要么像半导体。直到现在，卡尔斯鲁厄研究小组的工作才使得在一种解决方案中将半导体管和金属管相互分离并对它们进行分类成为可能。“在频率为1000万赫兹的交变电场中，金属和半导体纳米管向相反的方向漂移，因此可以被分离。非金属管留在溶液中，”物理学家拉尔夫·克虏伯博士解释道。他和化学家弗兰克·亨里希博士一起，用多学科的方法解决了这个问题。
走向极限
对于纳米级的电路来说，除了微小的电线之外，还需要更多的元件。在过去的20年里，半导体工程师们可能已经成功地生产出了由硅制成的集成度越来越高的电子电路，单个元件的尺寸变得越来越小。在接下来的几年里，这些元件可能会缩小到几纳米。然而，到那时，物理极限就会达到。
电路中分子之间的电子连接显然提供了一条出路。对于这种分子电路，单个分子必须以电的方式接触。此外，还需要传导机制可预测的分子。卡尔斯鲁厄大学的研究人员在这方面取得了突破:他们成功地将单个分子夹在两个电极之间，并测量通过这些分子的电流。“作为证据，我们生产并接触了对称和不对称的分子，”Marcel Mayor博士解释道，他与Heiko Weber博士在化学和物理的跨学科合作中共同工作。通过这种方式，科学家们获得了对分子电子学具有决定性重要性的见解:通过对分子结构的适当选择，“组件”的电子性质实际上可以确定。诚然，使用单个分子作为电子元件的想法并不新鲜。然而，在这里，分子中的电子传递过程第一次被测量和全面理解。
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