Elektronische Bauteile aus Einzelmolekülen

Ein Anwendungsziel der molekularen Elektronik ist eine auf Molekülen basierende Informationsverarbeitung. Mittlerweile sind viele hierfür geeignete molekulare Mechanismen identifiziert und experimentell erfolgreich getestet worden. Dabei handelt es sich bislang um molekularelektronische Bauteile, in denen ein Molekül zwischen zwei Kontakten sitzt. Drei Kontakte, wie sie für Transistoren nötig sind, wurden bisher nur selten realisiert. Besonders interessante Perspektiven bietet die molekulare Spintronik, weil sie den Elektronenspin als Informationsträger einsetzt. Der Artikel stellt einen molekularen Magnetfeldsensor und einen molekularen Datenspeicher vor, die beide den Spin nutzen. Der Datenspeicher basiert auf Spin-Übergangskomplex-Molekülen, in denen der kollektive Spin die Information trägt. Sie stellen einen programmierbaren Widerstand, einen Memristor, in Molekülgröße dar. Ein Milligramm solcher Moleküle würde im Prinzip eine Speicherkapazität bieten, in der das heutige Internet zehnmal Platz fände. Noch ist das Gebiet reine Grundlagenforschung. Für eine industrielle Produktion muss vor allem die schnelle und zuverlässige Kontaktierung von sehr vielen Molekülen zugleich gelingen.