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Unähnlicher können sich zwei Isotope des gleichen Elements nicht sein. Der Atomkern von Helium-3 hat neben seinen zwei Protonen nur ein Neutron und ist damit um ein Viertel leichter als sein zweineutroniger Bruder Helium-4 (Abbildung 1). Außerdem weisen Helium-3-Kerne den Spin 1/2 auf, sind daher Fermionen und haben ein magnetisches Moment; Helium-4-Kerne mit Spin 0 sind Bosonen. Zwar sind beide Isotope Edelgase und damit chemisch inert — kernphysikalisch aber ist Helium-3 sehr reaktiv: Seine Kerne fangen Neutronen ein. Dabei bilden sich unter Energieabgabe Tritium- und 1H-Kerne, die ein Geiger-Müller-Zählrohr nachweisen kann. Das prädestiniert Helium-3 als Neutronendetektor. Aufgrund seines Kernspins ist es auch begehrt für magnetresonanztomografische Untersuchungen der Lunge und bei Neutronenpolarisationsanalysen. Außerdem ist die Mischungskühlung mit He-3 und He-4 bisher die einzige Methode, um im Labor Temperaturen unter 0,5 Kelvin einzustellen (Abbildung 2). Das Problem ist nur: Der Nachschub an Helium-3 ist extrem begrenzt.


<h2>Zerfallsprodukt des Tritiums</h2>
Nur 1,37 ppm des natürlich vorkommenden Heliums auf der Erde sind Helium-3. Es entsteht beim radioaktiven Zerfall: Tritium zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren zu Helium-3. Damit bildet sich das begehrte Isotop auch in Neutronenbomben und in den Sprengköpfen von Kernwaffen, die mit Tritium geboostert sind, um die Sprengkraft zu erhöhen. Helium-3 ist daraus regelmäßig zu entfernen.
Da das Entstehen von Helium-3 somit eng an die Existenz, die Produktion und den Abbau von Kernwaffen gekoppelt ist, sind die einzigen weltweiten Anbieter die USA und Russland. Da beide Länder ihr Atomwaffenprogramm seit Ende des Kalten Krieges zurückgefahren haben, ist der Nachschub an Helium-3 rapide gesunken — bei steigendem Bedarf.
Einige wenige Unternehmen bieten Helium-3 zum Kauf an, etwa Chemgas in Frankreich, Isoflex in den USA und Linde nach der Übernahme von Spectra Gases. Diese Unternehmen kaufen das Gas in Russland oder den USA. Vorher werden Tritiumverunreinigungen bei tiefen Temperaturen über Pd-Netze entfernt. Das passiert in den Einrichtungen der Savannah River National Laboratory in Jackson, South Carolina, für sämtliches aus den USA stammendes He-3. Mehr geben die Anbieter nicht preis. “Das Geschäft mit He-3 ist ziemlich strategisch”, sagt Jean Defler von Chemgas. Thomas Hagn, Pressesprecher von Linde, bedauert, dass sie keine genauen Informationen herausgeben dürfen: “Es gibt von Seiten der USA restriktive Auflagen, wie wir mit den Informationen über He-3 umzugehen haben.” Patrick Hardy von Isoflex ergänzt, wieso: Die Menge an entstehendem He-3 gebe “genaue Hinweise” darauf, wie das Atomwaffenarsenal eines Landes beschaffen sei.
Regelmäßig bietet das US-Energieministerium ein paar tausend Liter des Edelgases in Internetauktionen an. Das letzte Mal standen insgesamt 4000 Barliter — also 4000 Liter bei einem Druck von einem Bar — zum Verkauf, das war im August 2014.1 Forschungsinstitute können dafür bieten, müssen aber exakt angeben, was sie mit dem Gas vorhaben.


<h2>Engpass nach 09/11</h2>
In einem Papier an den US-Kongress über die Helium-3-Situation des Landes im Jahr 2010 schrieben die Autoren, dass im US-Atomwaffenprogramm 8000 Barliter Helium-3 pro Jahr entständen.2 Der zuvor über viele Jahrzehnte angehäufte Vorrat an Helium-3 sei bereits auf 50 000 Liter gesunken.
Ein Barliter Helium-3 kostet inzwischen mindestens 3000 Euro. Das war Anfang der 2000er Jahre noch anders, erinnert sich Ralf Hertenberger von der Ludwig-Maximilians-Universität München: “Zu D-Mark-Zeiten haben wir 180 D-Mark pro Barliter bezahlt.” Der Physiker untersucht in Kosmologiestudien im Tandembeschleuniger die Zustände von Atomkernen. Nutzt er Helium-3 als Ionenquelle, benötigt er davon im Durchschnitt 10 Barliter pro Woche. “Wir mussten ein Experiment mal um ein halbes Jahr verschieben, weil gerade kein bezahlbares Helium-3 zu bekommen war”, sagt Hertenberger.
Besonders kritisch wurde die Helium-3-Versorgung für Wissenschaftler im Jahr 2009. Karl Zeitelhack, Physiker an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz der TU München, nennt es “den großen Schock”: Die USA verhängten einen vollständigen He-3-Lieferstopp. Das Isotop war als Bestandteil von Neutronendetektoren nach dem Anschlag vom 11. September 2001 unter anderem an US-amerikanischen Grenzen gefragt: Die US Homeland Security wollte damit geschmuggeltes radioaktives Material, etwa Plutonium, aufgrund seiner Neutronenemissionen aufspüren. Erst im Jahr 2011 startete der He-3-Verkauf wieder. “Die Situation hat sich inzwischen entspannt”, sagt Zeitelhack. “Kleine Mengen Helium-3 kann man wieder ganz regulär kaufen.” Mit kleinen Mengen meint er einige Liter.
Die US Homeland Security hat inzwischen auf Feststoffneutronendetektoren umgesattelt. Auch Bor-10 und Lithium-6 fangen Neutronen ab, außerdem erforschen die USA halogenhaltige Elpasolith-Kristalle, etwa Rb2LiYI6, und Stilben (1,2-Diphenylethen) zu diesem Zweck.3


<h2>Helium-3-Fresser</h2>
Problematisch ist es laut Zeitelhack nach wie vor, gleichzeitig mehrere hundert Barliter Helium-3 oder sogar mehr zu bekommen. Solche großen Mengen sind für Flugzeitspektrometer in der Neutronenforschung erforderlich (Abbildung 3). “Unser größter Neutronendetektor hier fasst 1300 Barliter He-3”, erklärt Zeitelhack. Einige Forschungseinrichtungen hätten sogar noch größere Modelle.
Die Neutronenforschung beschießt Proben mit Neutronen, die anschließend auf den Neutronendetektor aufprallen. Im Detektor reagieren He-3-Kerne damit zu Tritium- und 1H-Kernen.
Flugzeitspektrometer bestehen aus He-3-gefüllten Röhren und umfassen mit ihrer Auffangfläche einen großen Raumwinkel, um die Zeit, die ein Neutron von der Probe zum Detektor braucht, genau zu erfassen. So messen unter anderem Feststoffphysiker und Biologen die Energieänderung, die eine Probe bei Beschuss erfährt und ziehen Rückschlüsse auf dynamische Prozesse in der Probe, etwa Molekülbewegungen.
Helium-3 eignet sich für solche Untersuchungen besonders gut, erklärt Zeitelhack: “Die He-3-Gasdetektoren unterscheiden zwischen Neutronen und Gammastrahlung. Da sich He-3 unter Druck setzen lässt, sind sie zudem hocheffizient.” Außerdem ist He-3 als Edelgas nicht giftig und leicht zu handhaben — ein unbezahlbarer Vorteil gegenüber dem vor vielen Jahrzehnten benutzten giftigen Gas 10BF3, das ebenfalls Neutronen einfängt, inzwischen aber aus Sicherheitsgründen nicht mehr erlaubt ist.
Aber die Neutronenforscher müssen sich für die Zukunft ein neues Detektormaterial überlegen: Die USA geben keine große Mengen He-3 für den Bau neuer Neutronendetektoren mehr raus, sagt Zeitelhack: “Ein interministeriales US-amerikanisches Helium-3-Komitee hat beschlossen, dass solche Projekte keine Priorität haben und die Wissenschaftler Alternativen entwickeln müssen.” Wie schon bei der Homeland Security sind jetzt Feststoffdetektoren, beispielsweise mit Bor-10, als Ersatz im Gespräch.


<h2>Polarisieren und beschießen</h2>
In einem äußeren Magnetfeld stellt sich das He-3-Atom mehr parallel als antiparallel zum Magnetfeld, das Gas wird so selbst magnetisch. Es absorbiert besonders gut Neutronen, wenn die Spins der eintreffenden Neutronen antiparallel zum eigenen Kernspin sind. So lassen sich Neutronenstrahlen polarisieren oder der Spinzustand einer Probe in Neutronenpolarisationsanalysen bestimmen.
Mit Helium-3 untersuchen Forscher in Teilchenbeschleunigern auch Oberflächen. Das Forschungszentrum Jülich beispielsweise analysiert damit die Wandmaterialien von Kernfusionsreaktoren. Bei der Kernfusion kann sich der Brennstoff Deuterium in die Wand einlagern. Um zu erfahren, ob das passiert ist, beschießen die Forscher später im Tandembeschleuniger Stücke der Wand mit ionisiertem Helium-3. Ist Deuterium vorhanden, reagiert Helium-3 mit dem Wasserstoffisotop zu Helium-4 und einem energiereichen Proton. Dieses Proton lässt sich detektieren und so Rückschlüsse darauf zu, wie viel des Fusionsbrennstoffs sich in die Wand eingelagert hat.


<h2>Alternative Quellen</h2>
Wer mit Helium-3 forscht, versucht schon allein aufgrund des gigantisch hohen Preises so sparsam wie möglich damit umzugehen. Für neue Neutronendetektoren recyceln Forschungsinstitute wie das von Karl Zeitelhack Helium-3 aus ihren alten Detektoren wieder. Viele Forscher fangen nichtionisiertes Helium-3 in ihrem Teilchenbeschleuniger auf. Physiker Ralf Hertenberger etwa saugt alle Gase ab, friert die unerwünschten mit flüssigem Stickstoff aus und verwendet das ungenutzte Helium-3 dann wieder.
Auf lange Sicht werden Sparmaßnahmen alleine aber nicht reichen, um den Durst der Wissenschaft nach Helium-3 zu stillen. Nicht nur die Suche nach Alternativen, auch die Suche nach neuen Quellen hat begonnen.
Tritium entsteht aus Deuterium in Schwerwasserkernreaktoren. Kanada und Südkorea beispielsweise betreiben solche Reaktoren. Nach Angaben des US-Papiers2 hat die Ontario Power Generation in Kanada bereits angefangen, dieses Tritium zu isolieren und kontrolliert zu Helium-3 zerfallen zu lassen. In einigen Jahren, so munkelt man, könnte erstmals derart produziertes Helium-3 auf den Markt kommen. Patrick Hardy von Isoflex allerdings bedauert, niemals konkrete Bekanntmachungen dazu gesehen zu haben. Bisher scheint das nichts weiter als ein Gerücht zu sein.
Eine ungewöhnlicher Plan wäre es, Helium-3 auf dem Mond abzubauen (Abbildung 4). Dort hat der Sonnenwind das begehrte Isotop in der Gesteinsdecke abgelagert.4 Bisher erfolgt der Abbau allerdings rein fiktiv, etwa in Frank Schätzings Thriller “Limit”. Falls die Preise für Helium-3 aber weiter steigen, könnte diese Idee vielleicht doch Zukunftspotenzial haben.
Die promovierte Chemikerin Brigitte Osterath arbeitet als Wissenschaftsjournalistin in Bonn. <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.writingscience.de" target="_blank">www.writingscience.de</a></ext-link>



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1 

<ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://isotopes.gov/he-3auction/index.html" target="_blank">isotopes.gov/he-3auction/index.html</a></ext-link>.
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2 

D. A. Sgea, D. Morgan, “The Helium-3 Shortage: Supply, Demand, and Options for Congress”, CRS Report for Congress, 2010. <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.fas.org/sgp/crs/misc/R41419.pdf" target="_blank">www.fas.org/sgp/crs/misc/R41419.pdf</a></ext-link>.
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3 

<ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.dhs.gov/breakthrough-detection-technologies" target="_blank">www.dhs.gov/breakthrough-detection-technologies</a></ext-link>.
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4 

E. N. Slyuta: The Estimation of Helium-3 Probable Reserves in Lunar Regolith. In: 38th Lunar and Planetary Science Conference 2007, <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2175.pdf" target="_blank">www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2175.pdf</a></ext-link>.
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Artikel

Begehrter Neutronenfänger

Unähnlicher können sich zwei Isotope des gleichen Elements nicht sein. Der Atomkern von Helium-3 hat neben seinen zwei Protonen nur ein Neutron und ist damit um ein Viertel leichter als sein zweineutroniger Bruder Helium-4 (Abbildung 1). Außerdem weisen Helium-3-Kerne den Spin 1/2 auf, sind daher...

Die Grundkomponenten in der Halbleiterindustrie basieren fast ausschließlich auf isostrukturellen Elementen und Verbindungen, die in kubischer Diamantstruktur kristallisieren. Neben Silicium eignen sich Germanium und dessen binäre Legierungen mit Elementen der vierten Hauptgruppe. Die meisten halbleiterbasierten Bauteile sind heute aus Silicium, da es einfach und gut kontrollierbar kristallisiert und leicht zu dotieren ist. Forscher strengen sich vermehrt an, Germanium zu implementieren, da Germaniumchips schneller arbeiten als solche aus Silicium. Silicium und Germanium haben eine indirekte Bandlücke und emittieren somit kein Licht. Das schränkt den Einsatz dieser beiden Elemente als optoelektronische Bauteile ein (Abbildung 1).
Bilden sich nanostrukturiertes Silicium und Germanium mit unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung kontrolliert aus, etwa als Nanopartikel oder Nanodrähte, macht das elektronische Bauelemente effizienter und einfacher regulierbar.1,2 Die Herstellung dieser Nanostrukturen ist gut kontrollierbar — ähnlich wie Einkristallzüchtung. Die Strukturen wachsen auf nahezu beliebigen Untergründen und an beliebigen Orten und können durch selektives Heizen mit Mikroheizelementen oder die Vorgabe von Wachstumskeimen (Abbildung 2) kontrolliert werden.3 Daher sind viele Fragen nicht mehr chemischer Natur, sondern beschäftigen hauptsächlich Physiker und Ingenieure.


<h2>Kontrollierbare Dicke und Orientierung</h2>
Sollen Kristallstruktur oder Kristallisationsprozesse variiert werden, schließt die Herstellung immer festkörperchemische Prinzipien ein. Ein Beispiel ist die Umwandlung von kubischem Silicium und Germanium in ihre hexagonale Form. Kontrolliertes, mechanisches Verformen von einkristallinem, nanometerdickem Material löst diese Transformation aus. Hierbei sind Nanodrähte mit kontrollierbarer Orientierung und Dicke ein ideales Modellsystem. Eine martensitische Phasenumwandlung — also ein Verschieben entlang von Gleitebenen in einer Raumrichtung — wandelt kleine Teilbereiche in eine hexagonale Phase um. Diese hexagonalen Bereiche bleiben voneinander durch kubische Segmente getrennt.4,5 Es ergibt sich jedoch kein praktischer Nutzen aus dieser Phasenumwandlung, da sie auf kleine Bereiche der Nanodrähte begrenzt ist.
Um eine hexagonale Siliciumphase großflächig herzustellen, eignet sich ein Templat. Ein Substrat fungiert dabei als strukturdirigierende Komponente und initiiert das Wachstum von hexagonalem Silicium durch Heteroepitaxie, das heißt die orientierungsbezogene Bildung eines Kristalls auf einem anderen Kristall unterschiedlicher Zusammensetzung. Unlängst beschrieben Hauge et al. zum ersten Mal die Synthese hexagonalen Siliciums auf einem vorgefertigten Templat aus Galliumphosphid-Nanodrähten.6 In diesem Prozess wächst Silicium bei hohen Temperaturen in Lonsdaleitstruktur, also hexagonaler Diamantstruktur, und umhüllt die Drähte in kontrollierbarer Dicke (Abbildung 3A). Diese Methode ist gut kontrollierbar und basiert nicht darauf, dass das hexagonale Silicium zufällig Keime bildet. Darüber hinaus kann eine große Probenmenge oder Oberfläche beschichtet werden, was eine eindeutige Charakterisierung zulässt. Dies ist sehr wichtig, denn einzelne Nanostrukturen täuschen in der Elektronenbeugung hexagonales Silicium vor, wenn sie in verzwillingten Strukturen vorliegen.7


<h2>Wachstum und Heteroepitaxie</h2>
Nach demselben templatbasierten Prinzip sollten auch Si-Ge-Legierungen und reines hexagonales Germanium wachsen. Für die Anwendung wären diese Verbindungen weitaus interessanter. Hexagonales Germanium hat eine direkte Bandlücke, wodurch es sich in lichtabsorbierenden und -emittierenden Systemen einsetzen lässt. Jedoch hängt der Einsatz des Materials in elektronischen Bauteilen stark davon ab, wie es dotiert ist. Die Dotierung ist in der Regel beabsichtigt und wird bei der Herstellung kontrolliert.
Hexagonales Silicium wächst bei sehr hoher Temperatur auf Galliumphosphid — dabei müssen theoretisch Templatatome in das Siliciumgitter diffundieren. Ob das auch praktisch so ist, wurde zwar bisher nicht aufgeklärt, aber es verdeutlicht, dass wahrscheinlich weitere Anstrengungen nötig sind, um dieses Allotrop in Reinform zu erhalten.
Die Heteroepitaxie spielt neben der reinen Templatwirkung für Beschichtungen eine große Rolle bei der Synthese elongierter Halbleiterstrukturen. Sie ist ein oft unterschätzter Einflussfaktor, was die Bildung von Halbleiternanodrähten durch feste Wachstumskeime angeht. Der Einfluss auf das Wachstum von Materialien dieser Morphologie beschränkt sich nicht nur auf Elemente der Gruppe 14.8 Dieser Prozess wird dann als Vapor-Solid-Solid-Mechanismus (VSS) beschrieben. Keime werden dabei meist empirisch gewählt, jedoch besteht in der Regel ein kristallographischer Zusammenhang zwischen Metallpartikel und wachsendem Material.
Oft werden die Halbleiternanodrähte durch das Vapor-Liquid-Solid-Verfahren (VLS) hergestellt. Seit den 1960er Jahren ist bekannt, dass sich aus einer flüssigen Gold-Silicium-Legierung in einem Gasphasenprozess einkristalline Siliciumnanodrähte bilden.9 Während des schnellen Wachstums lagern sich jedoch Goldatome aus der flüssigen Legierung in den Siliciumkristall ein und verändern die elektronischen Eigenschaften. Das tritt weniger auf, wenn Wachstumskeime eingesetzt werden, die bei der Prozesstemperatur fest bleiben.


<h2>Epitaxie erzeugt Spiegelbild</h2>
Greifen Hersteller von Nanodrähten auf einen VSS-Mechanismus zurück, so können sie auch Effekte kontrollieren, die sonst nur zufällig auftreten. Zum Beispiel sind Zwillinge oder Stapelfehler entlang von (111)-Ebenen recht häufig in Gruppe-14-Halbleitern. Diese zweidimensionalen Defekte treten auch in Metallen mit kubisch-flächenzentrierter Struktur auf. Die Zwillingsanordnung eines Silber-Wachstumskeims lässt sich so — kontrolliert und erwünscht — auf einen wachsenden Germaniumnanodraht übertragen. Die epitaktische Beziehung zwischen Wachstumsinitiator und Material löst hierbei den Defekttransfer aus: An der Wachstumsgrenzfläche bildet der Wachstumskeim Facetten. So entstehen Verspannungen und Unebenheiten, die den sich bildenden Germaniumkristall beeinflussen. Dadurch ergibt sich eine bestimmte Anzahl lamellarer Segmente im Germaniumkristall, der so die Anordnung dieser Segmente im Silberkristall widerspiegelt (Abbildung 3B).10


<h2>Indirekter Halbleiter wandelt sich zu direktem</h2>
 Legierungen von Silicium mit Germanium sind feste Lösungen oder Substitutionsmischkristalle. Ein Blick auf die Phasendiagramme der schwereren Homologe Zinn und Blei zeigt, dass lediglich bei Zinn eine — wenn auch geringe — Löslichkeit von bis zu einem Prozent in Germanium besteht. Eine theoretische Substitution von zehn Prozent würde die physikalischen Eigenschaften der Legierung dramatisch ändern, da sich mit der Zusammensetzung der Abstand der Germaniumatome untereinander ändert. Die Änderungen umfassen einen schnelleren Ladungstransport und einen Übergang vom indirekten zum direkten Halbleiter mit kleinerer Bandlücke. Diese Umwandlung macht das Material extrem interessant für optische Anwendungen.
Damit dies funktioniert, muss die kinetisch kontrollierte Prozessführung die Thermodynamik aushebeln. So tricksen bereits seit längerem die Hersteller von Dünnschichten: Sie realisieren höhere Zinngehalte im Germaniumgitter, als das Phasendiagramm vorgibt. Dabei ist epitaktisches Wachstum bei niedrigen Temperaturen wichtig. Anschließendes Ätzen überführt die entstehenden epitaktischen Schichten in kleinere Strukturen, etwa Nanodrähte. Diese Technik führte zum ersten Laser mit ausschließlich Elementen der vierten Hauptgruppe.11
Ein neues Forschungsgebiet bilden Nanostrukturen aus solchen metastabilen Materialien, die nicht von heteroepitaktischem Schichtwachstum abhängen. Eine erste Studie zeigte, wie Ge1-xSnx-Nanopartikel aus Lösung entstehen.12 Dazu zersetzen sich thermisch Mischungen aus Germanium- und Zinnhalogeniden gemeinsam mit primären Aminen und Butyl- lithium. Jedoch beschreiben die Autoren nicht, warum diese Kombination der Edukte für die gewünschte Legierung notwendig ist. Es ist aber naheliegend, dass die eigentlich aktive Verbindung ein Metallimid sein könnte. Eine annähernd zeitgleich erschienene Studie identifizierte heterometallische Ge-Sn-Imidokubane (Abbildung 4) als Erfolgsgaranten für die Synthese von Ge-Sn-Nanodrähten.13


<h2>Die Dicke der Nanostrukturen entscheidet</h2>
Die Zersetzungsmethode, das Vorgehen zur Keimbildung und wie Ge-Sn-Nanodrähte wachsen, unterscheiden sich von den Vorgängen bei der Ge-Sn-Partikelsynthese.14 Die zinnreichen heterometallischen Imidokubane zerfallen vor den germaniumreichen Imidokubanen. Dadurch entstehen Zinnwachstumskeime, die unter den Reaktionsbedingungen flüssig sind. Sind noch nicht alle Vorstufen verbraucht und die Reaktion wird unterbrochen, ergeben sich Nanodrähte mit konstantem Durchmesser. Reflexe im Beugungsdiagramm verschieben sich, was hierbei auf den Einbau von Zinn in das Germaniumgitter hinweist (Abbildung 4C). Das Zinnpartikel bildet das Reservoir, und das Germaniumgitter baut die maximale Konzentration an Zinn ein. Dauert die Reaktion länger und verarmt die Lösung an zinnhaltiger Vorstufe, verschwindet das Zinnpartikel, während der Durchmesser der Nanodrähte sinkt — so lange, bis das Kristallgitter des Legierungsdrahts das Zinn vollständig eingebaut hat.
Beide Morphologien unterscheiden sich in der Verteilung des Zinngehalts (Abbildung 4D). Bei einem konstanten Durchmesser ist auch der Zinngehalt entlang der Nanostruktur konstant. Wird der Durchmesser verringert, beeinflusst das direkt die Zusammensetzung. Deshalb verkleinert sich der Durchmesser bei einem dünnen Draht mit vergleichsweise geringem Längenzuwachs sehr schnell. Solche Verbindungen kontrolliert herzustellen, erfordert also eine strenge Kontrolle der Wachstumsbedingungen, insbesondere wie sich Zinnwachstumskeime bilden und wie begrenzt zinnreiche Vorstufen sind.


<h2>Ausblick</h2>
Die physikalischen Eigenschaften der neuartigen nanoskaligen Halbleiterstrukturen sind genau zu evaluieren und die Synthesestrategien gegebenenfalls zu verbessern. All diese neuen Errungenschaften zeigen, dass das Herstellen von Verbindungen mit einfacher Zusammensetzung immer auch das Know-how der Chemie benötigt.


<h2>QUERGELESEN</h2>
Nanostrukturen von Halbleitern wie Silicium und Germanium sind auch als Einkristalle gut zugänglich. Template bestimmen deren Struktur.
Festkörperchemische Prinzipien sagen voraus, wie sich Kristallstruktur und Kristallisationsprozess variieren lassen — beispielsweise, wenn kubische Strukturen in hexagonale umgewandelt werden sollen.
Ein neues Forschungsgebiet hat zum Ziel, dass Nanostrukturen metastabiler Phasen ohne Heteroepitaxie in Lösung entstehen.


Sven Barth, Jahrgang 1976, ist Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Materialchemie an der Technischen Universität Wien, wo er sich 2015 habilitierte. Zu seinen Forschungsschwerpunkten zählen die molekülbasierte Herstellung funktioneller Nanostrukturen, deren Charakterisierung und die zugrundeliegenden Bildungsmechanismen. <a href="mailto:sven.barth@tuwien.ac.at">sven.barth@tuwien.ac.at</a>
Michael S. Seifner, Jahrgang 1990, studiert Chemie und Technologie der Materialien an der Technischen Universität Wien. Er verfasst derzeit seine Diplomarbeit in der Gruppe von Sven Barth und beschäftigt sich dort mit der Mikrowellensynthese nanoskaliger, metastabiler, germaniumhaltiger Legierungen.



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