Forschungszentrum Jülich - Forschen in Jülich 3_2012

3|2012 Forschen in Jülich 21 Kontaktstelle immer unterschiedlich aus und sind, sofern nicht präzise lokalisiert, völlig unberechenbar. An diesem techni- schen Knackpunkt setzt Kögerler an. Er will herausfinden, wie eine exakt lokali- sierte Kontaktierung des magnetischen Moleküls möglich ist. Dadurch soll das zentrale Molekül reproduzierbare Effekte auf Spannungsänderungen zeigen. Dabei haben er und sein Team den Vorteil, dass sich die von ihnen untersuchten Metalloxid-Nanomoleküle stabiler zeigen als andernorts getestete konventionelle magnetische Moleküle. „Wir stützen uns auf sogenannte Polyoxometallate, das sind stabile mo- lekulare Molybdän- und Wolframoxide. Deren Strukturen und elektronische Zu- stände können wir sehr genau einstel- len“, erläutert Kögerler. Das Ziel der Forscher ist es nun, an diese Moleküle auf chemischem Wege präzise positio- nierte funktionelle Gruppen anzuhängen. Diese „Klebstoffmoleküle“, wie Kögerler sie salopp nennt, beeinflussen im Ideal- fall weder die elektronischen noch die magnetischen Eigenschaften des zentra- len Moleküls. „Wir bereiten quasi den ‚Handshake’ zwischen den magneti- schen Molekülen und den Elektroden vor“, umschreibt der Chemiker seinen Ansatz. Die verbindenden Elemente wer- den nach den Plänen des Forscherteams dann sowohl den störungsfreien Kontakt zu leitenden als auch nichtleitenden Bau- teilen ermöglichen. Vier konkrete Molekülgruppen hat Paul Kögerler mit seinen Forscherkolle- gen ins Auge gefasst. Um welche Mole- küle es sich genau handelt, will Kögerler noch nicht verraten. Zu umkämpft ist hier das weltweite Ringen um den Transistor der Zukunft. „Wir testen zunächst alle vier Kandidaten parallel in unterschiedli- chen Arbeitsgruppen“, beschreibt Köger- ler das strategische Vorgehen, „so blei- ben uns mindestens zwei Jahre, um die beiden Stränge der Funktionalität der magnetischen Moleküle auf der einen Seite und der möglichen Einbindung in ein Transistorlayout auf der anderen Sei- te zusammenzuführen.“ „Ohne Einbettung in unser hervorra- gendes Forschungsumfeld in Aachen und Jülich wäre so ein großes Projekt nicht zu realisieren“, sagt Kögerler, Gruppenleiter für molekularen Magnetis- mus am PGI 6 und RWTH Aachen-Pro- fessor für Anorganische Chemie. „Insbe- sondere das weltweit einzigartige Nano-Cluster-Tool* am PGI 6 hilft uns dabei, unsere Moleküle samt funktionel- ler Gruppen mittels verschiedener Analy- se- und Präparationsmethoden in uner- reichter Präzision herzustellen und zu untersuchen.“ Eingebunden in JARA-FIT** durch- leuchtet der 41-Jährige seit 2006 die molekulare magnetische Materie. Bis zum Ende des Jahres soll sein Team auf 20 Kolleginnen und Kollegen anwach- sen. Gelänge es der gebündelten For- schungskraft, die Moleküle bis 2017 zu- verlässig zu kontakten, könnte deren Einsatz in Transistoren getestet werden. Diese Praxistestreife ist Voraussetzung für Kögerlers Bewerbung um die An- schlussfinanzierung, den ERC „Proof of Concepts“ Grant. :: NACHWUCHS | Mikroelektronik Der ERC Starting Grant für exzellente Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler in Europa umfasst bis zu 1,5 Millionen Euro, verteilt auf fünf Jahre. Die Förderung ist für bahnbre- chende und visionäre Grundlagenfor- schung gedacht, bei der die Grenzen zur angewandten Forschung, zwischen den klassischen Disziplinen und zwischen Forschung und Technologie aufgehoben werden. Als administrative „Host-Institu- tion“ für Kögerlers ERC Starting Grant fungiert die RWTH Aachen. ERC Starting Grant Mensch gegen Maschine im Jahr 2011: Ken Jennings (links) und Brad Rutter (rechts), Mehrfachchampions der US-Quizshow „Jeopardy!“, hatten gegen den IBM Computer Watson keine Chance. Geplantes Ladungstransport-Experiment: Zwei Tunnelmikroskop-Spitzen berühren zwei metallische Kontaktcluster (grau- blau), die zuvor synthetisch an das ma- gnetische Molekül (gelb-grün) angebracht wurden. Das Molekül ruht auf einer Gate- Elektrode, die die molekularen Energiezu- stände kontrolliert. * Das Jülicher Nano-Cluster-Tool vereint mehrere Funktionen in einem Gerät: In einzelnen Schrit- ten können dünnste Schichten und Formen aus einzelnen Atomlagen hergestellt, kombiniert und analysiert werden, ohne die Proben aus dem schützenden Hochvakuum nehmen zu müssen. Zudem verfügt das Gerät über die Möglichkeit, eine elektrische Spannung an die Proben anzulegen. **Jülich Aachen Research Alliance, Sektion Funda- mentals of Future Information Technology (Grund- lagen zukünftiger Informationstechnologien) Peter Grünberg Institut JARA-FIT Youtube: IBM bei Jeopardy

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