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Atomtransistor

26.09.2005

Britische Physiker haben einen Transistor gebaut, der von einem einzigen Atom gesteuert wird.

Ein Transistor ist ein elektronisches Gerät mit drei Pins. Zwei von ihnen sind in das Stromübertragungsnetz eingebunden, und an das dritte wird ein Steuersignal angelegt, das den Stromfluss zwischen den ersten beiden entweder zulässt oder verhindert.

Wie Physiker der Universität Liverpool unter der Leitung von Professor Werner Hofer gezeigt haben, lässt sich ein solches Gerät aus einem Molekül und einem einzelnen Atom bauen.

Dazu wurde eine Schicht aus Wasserstoffatomen auf die Oberfläche eines Siliziumwafers aufgebracht, die zu einem Isolator wurde. Darauf wurden dann Styrolmoleküle platziert, die sich in bis zu hundert Nanometer langen Linien aneinanderreihen. Als nächstes wurde Wasserstoff von einem der Siliziumatome, die sich neben einer solchen Linie befanden, abgezogen und eine elektrische Ladung darauf gebildet. Danach mussten nur noch zwei Sonden eines Rasterkraftmikroskops an den Enden des Moleküls befestigt und ein Strom zwischen ihnen geleitet werden.

Es stellte sich heraus, dass durch Variation der Ladung auf Silizium die Stromstärke um das Zehnfache verändert werden kann.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Ammoniak aus Bier und Bor 19.09.2020

Mitarbeiter der Universität Würzburg haben gelernt, Luftstickstoff mit Bier und einer borhaltigen Verbindung in Ammoniumchlorid umzuwandeln. Aus diesem Salz kann dann technisch bedeutsames Ammoniak isoliert werden.

Heute werden aus Ammoniak und seinen Salzen große Mengen an Düngemitteln und synthetischen Verbindungen für andere Industrien hergestellt. Es ist am bequemsten, dieses Gas aus in der Atmosphäre enthaltenem Stickstoff zu erzeugen, da sein Volumenanteil in der Luft mehr als 78 % beträgt. Heute kommt dafür das Haber-Verfahren zum Einsatz – eine direkte Kombination von Wasserstoff und Stickstoff unter Verwendung eines speziellen Katalysators. Dieser Prozess ist jedoch mit einer Erwärmung auf erhebliche Temperaturen und der Erzeugung von hohem Druck verbunden.

Deutsche Chemiker haben einen Weg gefunden, die Produktionskosten dieses Gases zu senken. Vor zwei Jahren entwickelte diese Gruppe von Wissenschaftlern ein Verfahren zur Synthese von Ammoniak, bei dem die Rolle eines Katalysators – einer Substanz, die eine chemische Reaktion beschleunigt – von einem leichten organischen Molekül mit Boratomen übernommen wird. Doch dann gelang den Chemikern nur die Hälfte der Reaktion: Stickstoff wurde wiederhergestellt, aber Ammoniak war noch nicht gewonnen.

In der neuen Studie fügten die Wissenschaftler dem Reaktionsgemisch zunächst versehentlich Wasser hinzu und es stellte sich heraus, dass die Reaktion im System dem Zielprodukt einen Schritt näher kam. Dann beschlossen die Wissenschaftler zu testen, wie stabil der Prozess gegenüber Verunreinigungen ist. Anstelle von Wasser fügten sie dem System lokales Würzburger Hofbrau-Bier hinzu. Es stellte sich heraus, dass in einem solchen Medium die Reaktion zum Zielprodukt abläuft.

Das zeigt, dass das von den Forschern erfundene Verfahren resistent gegen die Einwirkung anderer Verbindungen in Lösung und unprätentiös in Bezug auf das Reaktionsmedium ist. Obwohl es Wissenschaftlern bereits gelungen ist, aktive Formen von Ammoniumionen zu erhalten und mehr als die Hälfte des Prozesses durchzuführen, müssen sie noch einen Weg finden, diese Formen in das Endprodukt – Ammoniak – umzuwandeln.

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