Mit einer Nanoröhre haben Physiker einen Oszillator hergestellt. Mithilfe der winzigen Apparatur zur Erzeugung von Schwingungen könnte das Gewicht eines einzigen Atoms bestimmt werden.

Das Team um Paul McEuen von der Cornell University in Ithaca, im US-Bundesstaat New York hat Silizium-Stäbe, die bislang als Schwingungselemente in winzigen Oszillatoren eingesetzt wurden, durch eine Kohlenstoff-Nanoröhre ersetzt. Das sind Zylinder aus einem Gerüst von Kohlenstoffatomen.

In der aktuellen Ausgabe des Magazins «Nature» beschreiben die Forscher, wie sie diese «Nano-Saite» zum Schwingen brachten. Die eingesetzten Nanoröhren waren nur etwa vier Nanometer (Millionstel Millimeter) breit und anderthalb Mikrometer (Tausendstel Millimeter) lang. Sie wurden so zwischen zwei Elektroden über einer leitenden Siliziumplatte gespannt, dass sie ähnlich einer Kette zwischen zwei Pfosten etwas durchhingen.

Wurde nun eine Spannung angelegt, zog sie die Nanoröhre zur Siliziumplatte. Durch Anlegen einer Wechselspannung wurde die Nanoröhre abwechselnd angezogen und abgestoßen. Auf diese Weise ließen die Forscher sie mit Frequenzen zwischen drei und zweihundert Millionen mal pro Sekunde schwingen.

Durch Anlegen einer zusätzlichen Gleichspannung konnten die Forscher die Eigenschaften der Nanoröhre und damit ihre Schwingungsfrequenz ändern – ähnlich wie die Saite einer Gitarre durch Änderungen der Zugspannung gestimmt wird. Ein auf diese Weise im Frequenzbereich von Radiowellen «stimmbarer» Oszillator könnte eingesetzt werden um Radiowellen aufzufangen – etwa in drahtlosen Telefonen, die Frequenzüberlagerungen mit anderen Apparaten vermeiden müssen, teilte die Universität am heutigen Donnerstag mit.

Da die Schwingungsfrequenz von der Masse des schwingenden Gegenstands abhängt, könnte der Nano-Oszillator auch eingesetzt werden, um Massen zu bestimmen. Fügte man der Nanoröhre eine geringe Masse zu würde sich ihre Schwingungsfrequenz verändern. Die Masse des Zugefügten könnte auf diese Weise gemessen werden. Auf diese Weise wurden mit bisherigen Siliziumstab-Oszillatoren etwa Viren und Bakterien gewogen. Der jetzt entwickelte Oszillator könnte als feinere Waage dienen. «Dieser ist so viel kleiner, dass wir vielleicht einzelne Atome wiegen könnten», sagt McEuen.

Für das Web ediert von Patrick Eickemeier