In einer Arbeitsgruppe des Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) um Professor Franz-Josef Tegude wurde jetzt eine ausgeklügelte Methode entwickelt, Nanodrähte aus Galliumarsenid nutzbar zu machen. Die Nanodrähte aus Galliumarsenid erinnern an ein menschliches Haar, weisen aber einen tausendfach kleineren Durchmesser auf. Im Gegensatz zu den klassischen Schichtsystemen, die nur rund 60 Prozent des Sonnenlichts einfangen können, absorbieren dicht an dicht stehende Nanodrähte mehr als 90 Prozent der einfallenden Strahlung. Zudem bestehen diese Drähte aus einem negativ geladenen Kern und einer positiv geladenen Hülle, so dass das Verhältnis zwischen Platzbedarf und der zur Stromerzeugung benötigten Grenzfläche deutlich größer ist als bei den Schichtsystemen. Dies macht die Nanodrähte zu potenziellen Kandidaten für wirtschaftlich wettbewerbsfähige Anwendungen, bei denen ein geringes Gewicht erwünscht ist.
Um den erzeugten Strom an den Drähten abführen zu können, muss je ein elektrischer Kontakt am Kern und an der Hülle anliegen. Und genau hier lag bisher das Problem derartiger Kern-Hülle-Nanodrähte: Innen wie außen bestehen sie aus Galliumarsenid, der Kern hat einen Durchmesser von 100 Nanometern, mit Hülle messen sie 270 Nanometer im Querschnitt. Den Wachstumsprozess kann man zwar in gewissen Grenzen beeinflussen, nicht aber so, dass z.B. ein Stück Kern aus der Hülle herausragen würde. Christoph Gutsche entwickelte hierzu während seiner Promotion eine ebenso einfache wie geniale Idee: Zwischen Kern und Hülle hat er eine Zwischenschicht eingebaut. Mit Phosphorsäure wird dabei die äußere Hülle abgelöst und mit Salzsäure die Zwischenhülle. Beide Säuren ätzen selektiv, sodass der Ablösungsprozess jeweils automatisch am Beginn der neuen Schicht stoppt. „Mit dieser Methode können wir auch Schwankungen bei der Herstellung ausgleichen“, erklärt Gutsche. „Wir können tausende Drähte gleichzeitig und vorsichtshalber etwas länger ätzen. An der Schichtgrenze stoppt der Prozess ohnehin.“
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