CarboQuant

Das Team des Forschungsprojekts CarboQuant an der Empa, dem Eidgenössischen Forschungsinstitut für Materialwissenschaften und Technologieentwicklung in Dübendorf, Schweiz, will eine Methodik und eine Infrastruktur aufbauen, mit der es ihre Kohlenstoff-Nanostrukturen so weiterentwickeln kann, dass sie sich als elektronische Bauteile breit nutzen lassen. Die neuartigen quantenelektronischen Bauteile sollen bei Raumtemperatur funktionieren und im Alltag anwendbar sein.

Projektleiter von CarboQuant ist der Physiker Roman Fasel, sein Stellvertreter der Physiker Oliver Gröning. Die beiden haben in den letzten zwölf Jahren mit ihrem Team die wissenschaftliche Basis geschaffen, auf der sie nun aufbauen können. Die Basis bilden ihre Graphen-Nanobänder. Im Laufe der Jahre haben sie ein Verständnis dafür entwickelt, wie sie deren Strukturen verändern müssen, um Quanteneffekte zu steuern. Mittlerweile können sie die komplexen Strukturen der Graphen-Nanobänder äusserst präzise manipulieren. Bisweilen macht die Veränderung eines einzelnen Atoms einen gewaltigen Unterschied aus.

Mit der Unterstützung der Werner Siemens-Stiftung wollen sie nun eine Technologieplattform entwickeln, auf der als Materialbasis die Graphen-Nanobänder in einer Art Bibliothek zu finden sind. Gleichzeitig wollen sie eine gut funktionierende Infrastruktur und Methodik aufbauen, mit der die Nanobänder charakterisiert werden können. Das bedeutet viel Kleinarbeit, ist jedoch unabdingbar, um die Nanomaterialien gezielt für den Einsatz im Alltag weiterentwickeln zu können. Die Nanobänder der Empa erfüllen bereits ein zentrales Kriterium: Sie sind bei normalen Umgebungstemperaturen stabil. Darin unterscheidet sich das Projekt CarboQuant von den vielen anderen Projekten weltweit, deren quantentechnologischen Entwicklungen bisher nur bei extrem tiefen Temperaturen funktionieren und riesige und immens teure Kühlanlagen benötigen. Mit CarboQuant soll eine Quantentechnologie aufgebaut werden, die ohne teure Kühlanlagen auskommt, weniger Strom verbraucht und auf dem Element Kohlenstoff basiert, das ungiftig, günstig und problemlos verfügbar ist – kurz: sich für den Einsatz im Alltag eignet.