DE10035365A1 - Photoelement, Elektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen einer photoempfindlichen Nanoröhre - Google Patents
Photoelement, Elektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen einer photoempfindlichen NanoröhreInfo
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Abstract
Ein Verfahren zum Herstellen einer photoempfindlichen Nanoröhre, weist folgende Schritte auf: DOLLAR A È Derivatisieren der Nanoröhre durch Erzeugen chemisch reaktiver Gruppen; DOLLAR A È Kuppeln eines durch Licht anregbaren Farbstoffs an der so derivatisierten Nanoröhre über die chemisch reaktiven Gruppen.
Description
Ein solches Photoelement ist aus [1] bekannt. Das bekannte
Photoelement ist eine Photodiode, die üblicherweise auf der
Basis von Silizium oder einem weiteren Halbleitermaterial
realisiert ist.
Nachteilig an einem solchen Photoelement ist insbesondere
dessen relativ niedriger Wirkungsgrad, verursacht durch seinen
relativ hohen elektrischen Widerstand sowie sein relativ
großer Platzbedarf auf einem Chip, wodurch insbesondere die
örtliche Auflösung eines Photoarrays mit einer solchen
Photodiode begrenzt ist.
Ferner sind Kohlenstoff-Nanoröhren aus dem Stand der Technik
bekannt [2]. Eine typische einwandige Nanoröhre hat einen
Durchmesser von ungefähr 1 nm, wobei die Länge einer Nanoröhre
einige hundert Nanometer betragen kann. Typischerweise ist das
Ende einer Nanoröhre mit einem halben Fullerenmolekülteil
gekappt, d. h. abgedeckt.
Kohlenstoff-Nanoröhren sind aromatische graphitähnliche
Strukturen. Ihr ausgedehntes π-Elektronensystem verleiht den
Nanoröhren eine elektrische Leitfähigkeit, die die Nanoröhren
als besonders geeignet für den Aufbau von Nanoschaltkreisen
erscheinen lässt. Mehrere Grundsatzexperimente haben die
Steuerbarkeit dieser Leitfähigkeit der Nanoröhren belegt.
Bislang hat man dem Durchmesser und der Chiralität einer
Nanoröhre eine wichtige Rolle für den Charakter dieser
Leitfähigkeit zuerkannt.
Weiterhin ist es bekannt, durch Dotierung einer Kohlenstoff-
Nanoröhre mit Bornitrid die Leitfähigkeit herabzusetzen [3].
Die Leitfähigkeit kann weiterhin durch Anlegen eines
elektrischen Feldes auf der Nanoröhre beeinflusst werden
(sogenannter Feldeffekt), wie in [4] beschrieben worden ist.
Wegen des wachsenden Interesses an der Nanoschalttechnik ist
es daher wünschenswert, neue Methoden zu schaffen, wodurch die
elektrischen Eigenschaften von Nanoröhren eingestellt werden
können.
Somit liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein
Photoelement, ein elektronisches Bauelement und ein Verfahren
zum Herstellen einer photoempfindlichen Nanoröhre anzugeben,
wobei das Photoelement einen geringeren Platzbedarf auf einem
Chip aufweist als das aus [1] bekannte Photoelement.
Das Problem wird durch das Photoelement, das elektronische
Bauelement und das Verfahren zum Herstellen einer
photoempfindlichen Nanoröhre mit den Merkmalen gemäß den
unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ein Photoelement weist mindestens eine Nanoröhre auf, deren
elektronischen Eigenschaften sich durch Einwirkung von Licht
steuern lassen. Diese Photosensibilisierung einer Nanoröhre
wird erreicht durch eine Bindung, vorzugsweise einer
kovalenten Bindung, mit einem Farbstoff.
Eine solche Nanoröhre kann hergestellt werden mit einem
Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt die Nanoröhre
durch Erzeugung chemisch reaktiver Gruppen derivatisiert
wird, und in einem zweiten Schritt ein durch Licht anregbarer
Farbstoff an die so derivatisierten Nanoröhre gekuppelt wird.
Solche durch Licht anregbaren Farbstoffe weisen ausgedehnte
delokalisierte π-Orbitalsysteme auf. Durch das Kuppeln eines
solchen durch Licht anregbaren Farbstoffes an der Nanoröhre
wird erreicht, dass ein einfallendes Lichtquant dieses
ausgedehnte π-Orbitalsystem des Farbstoffes derart anregt,
dass ein sich darin befindliches Elektron befördert und durch
das π-Orbitalsystem delokalisiert wird. Aufgrund der dem
Elektron durch das einfallende Lichtquant verliehenen höheren
Energie, und aufgrund der räumlichen Nähe des ausgedehnten π-
Orbitalsystems des Farbstoffes zu dem ausgedehnten π-
Orbitalsystem der aromatischen Nanoröhre, wird das in dem
Farbstoff angeregte π-Elektron nunmehr durch das ausgedehnte
π-Orbitalsystem der Nanoröhre delokalisiert. Durch dieses
Delokalisieren des angeregten Elektrons durch das ausgedehnte
π-Orbitalsystem der Nanoröhre werden mithin die elektrischen
Eigenschaften der Nanoröhre, nämlich ihre elektrische
Leitfähigkeit, verändert. Auf diese Weise kann man die
elektrischen Eigenschaften, zum Beispiel die Leitfähigkeit
einer so modifizierten Nanoröhre durch Einwirkung von Licht
steuern. Dadurch erhält man auf effiziente und einfache Weise
einen Photowiderstand oder einen Photohalbleiter für die
Anwendung in der Nanoelektronik.
Solche mit durch Licht anregbaren Farbstoffen versehene
Nanoröhren können auch umgekehrt zum Detektieren von Licht
über ihre elektronischen Eigenschaften als Photoelemente
eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird in diesem Sinne ein Verfahren zum
Schließen auf die Existenz von Licht mittels einer Messung
der elektrischen Eigenschaften einer mit dem Farbstoff
gebundene Nanoröhre angegeben, bei dem in einem ersten
Schritt eine mit einem Farbstoff derivatisierte Nanoröhre mit
zwei Leiterbahnen kontaktiert wird und in einem zweiten
Schritt ein elektrischer Parameter der Nanoröhre über die
zwei Leiterbahnen ohne Lichteinwirkung gemessen wird. In
einem dritten Schritt wird der an der Nanoröhre gekuppelte
Farbstoff mit Licht bestrahlt und in einem vierten Schritt
wird der elektrische Parameter der Nanoröhre über die zwei
Leiterbahnen unter Einwirken von Licht gemessen. In einem
fünften Schritt wird der Unterschied zwischen dem Wert des
elektrischen Parameters, der ohne Lichteinwirkung gemessen
wurde und dem entsprechenden Parameter, der unter Einwirken
von Licht gemessen wurde, ermittelt, und in einem sechsten
Schritt wird in Abhängigkeit des ermittelten Unterschieds
darauf geschlossen, ob Licht einer zur Anregung des
Farbstoffes geeigneten Wellenlänge vorhanden ist oder nicht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das
Derivatisieren an einem oder beiden Längsenden der Nanoröhre.
Dabei wird das Derivatisieren weiter erleichtert, da die
Enden einer Nanoröhre üblicherweise ohnehin reaktiver sind
als die Zylinderfläche der Nanoröhre.
Die Nanoröhre kann eine Kohlenstoff-Nanoröhre oder eine mit
Bornitrid dotierte Nanoröhre sein.
Ferner kann das Derivatisieren einen Oxidationsschritt
umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es zum
Oxidieren der Nanoröhre vorgesehen, die Nanoröhre mit
Salpetersäure, Schwefelsäure, Carosche Säure,
Perhalogensäuren, organischen Persäuren oder mit
Kombinationen davon, oder mit Halogen oder Interhalogene
umzusetzen
Ferner kann das Oxidieren der Nanoröhre bei Raumtemperatur
oder bei einer Temperatur bis zur Siedetemperatur der
jeweiligen Lösung oder durch Bestrahlung der Nanoröhre in
Gegenwart von Halogen oder Interhalogenen erfolgen.
Die durch Bestrahlung der Nanoröhre in Gegenwart von Halogen
oder Interhalogenen erhaltene halogenierte Nanoröhre kann
gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dann zur
entsprechenden carboxylierten Nanoröhre konvertiert werden.
Zu diesem Zweck können beispielsweise (CO, Co2(CO)8, NaOH, hν
und H+), (CO, Ca(OH)2, MeOH, katalytisches PdCl2(PPh3)2),
(CO, H2O, n-Bu3N, katalytisches PdCl2(PPh3)2) und Δ) oder
(CO2, katalytisches Pd und Elektrolyse) verwendet werden.
Das Derivatisieren kann weiterhin das Umsetzen der
Carboxylgruppen mit einem halogeierenden oder
wasserabspaltenden Reagenzen umfassen, wodurch das
Derivatisierungsverfahren weiter fortgesetzt wird.
Als halogenierendes bzw. wasserabspaltendes Reagenz können
beispielsweise SOCl2, COCl2, PCl3, PCl5, (CCl4 und Ph3P),
PhCOCl, ClCOCOCl oder Cl2CHOMe, bzw. Carbodiimide oder
Mineralsäuren verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das
Kuppeln mit einem Farbstoff, der eine chemisch reaktive
Gruppe aufweist, die mit der Carboxylgruppe bzw. mit dem
Säurechlorid eine kovalente Bindung eingehen kann, wobei die
chemisch reaktive Gruppe des Farbstoffs nicht Teil des für
den Farbstoffeigenschaften verantwortlichen π-Elektronsystems
des Farbstoffs bildet.
Als Farbstoffderivat kann beispielsweise Aminofluorescein,
ein Triphenylmethylkationsalz (Tritylsalz), ein entsprechend
derivatisiertes Porphin oder Hypericin verwendet werden.
Das Schließen auf die Existenz von Licht kann weiterhin
quantitativ erfolgen.
Die elektrische Antwort kann eine Änderung in der
Leitfähigkeit, in dem Widerstand, in der Kapazität oder in
der Induktivität der Nanoröhre sein.
Ein nanoelektronisches Bauelement weist mindestens eine
Nanoröhre auf, die mit einem Farbstoff gebunden, vorzugsweise
kovalent gebunden, ist, wobei die elektrische Eigenschaften
der Nanoröhre sich durch Bescheinen des einen oder der
mehreren Farbstoffmoleküle mit Licht steuern lassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren
dargestellt und werden im weiteren näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1a bis 1d eine schematische Darstellung eines
Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung zum Derivatisieren einer Nanoröhre durch
Erzeugen chemisch reaktiver Gruppen und zum Kuppeln
eines durch Licht anregbaren Farbstoffes über die
chemisch reaktiven Gruppen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum
Detektieren von Licht über die Messung der
elektrischen Eigenschaften einer mit einem durch
Licht anregbaren Farbstoff derivatisierten Nanoröhre
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei
dem dargestellten Verfahren dient die mit dem durch
Licht anregbaren Farbstoff gekuppelte Nanoröhre als
Photoelement.
Fig. 3 ist eine schematische vergrößerte Darstellung eines
in dem ausgedehnten π-Elektronensystem der Nanoröhre
delokalisierten Elektrons des Farbstoffes.
Fig. 1a zeigt eine schematisierte Nanoröhre 100. Die Nanoröhre
100 wird mit einem Reagenz umgesetzt, das geeignet ist,
chemisch reaktive Gruppen auf die Oberfläche der Nanoröhre zu
erzeugen.
Bei der in Fig. 1b gezeigten Ausführungsform wird die
Nanoröhre 100 mit einer starken Säure, beispielsweise
Salpetersäure, Carosche Säure, Schwefelsäure,
Perhalogensäuren, organischen Persäuren oder Kombinationen
davon, umgesetzt, so dass die dabei entstandene chemisch
reaktive Gruppe 101 eine Carboxylgruppe ist.
Es können jedoch andere Reste verwendet werden, zum Beispiel
Halogenatome, die durch Bestrahlung in Gegenwart von Halogen
oder Interhalogen an die Nanoröhre gebunden werden können.
Die so halogenierte Nanoröhre kann dann zur entsprechenden
carboxylierten Nanoröhre zum Beispiel durch Umsetzen mit (CO,
Co2(CO)8, NaOH, hν und H+), (CO, Ca(OH)2, MeOH, katalytisches
PdCl2(PPh3)2), (CO, H2O, n-Bu3N, katalytisches PdCl2(PPh3)2)
und Δ) oder (CO2, katalytisches Pd und Elektrolyse)
konvertiert werden.
Obwohl die Carboxylgruppe 101 in Fig. 1b endständig
dargestellt ist, ist anzumerken, dass auch die zwischen den
beiden Enden liegenden Mittelabschnitte der Nanoröhre trotz
der höheren Reaktivität der Enden der Nanoröhre in dieser
Weise mit derivatisiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die
chemisch reaktive Gruppe 101 vor dem Kuppeln eines durch
Licht anregbaren Farbstoffes zur Begünstigung der Kupplung
mit einem bekannten halogenierenden umgesetzt oder mit
wasserabspaltenden Reagenzien aktiviert werden.
Für den Fall, dass die auf die Nanoröhre erzeugten chemisch
reaktiven Gruppen 101 Carboxylgruppen sind, sind als mögliche
halogenierenden bzw. wasserabspaltenden Reagenzien
beispielsweise SOCl2, COCl2, PCl3, PCl5, (CCl4 und Ph3P)
PhCOCl, ClCOCOCl, Cl2CHOMe, bzw. Carbodiimide, oder
Mineralsäuren bevorzugt.
Fig. 1c zeigt den Fall, dass die Carboxylgruppe 101 durch
Umsetzung mit SOCl2, COCl2, PCl3, PCl5, (CCl4 und Ph3P),
PhCOCl, ClCOCOCl oder Cl2CHOMe zur entsprechenden
Säurechloridgruppe 102 umgesetzt worden ist.
Fig. 1d zeigt das Endprodukt, nämlich die Nanoröhre mit
gekuppelten Farbstoff 103.
Bevorzugt weist der Farbstoff 103 eine nukleophile Gruppe,
zum Beispiel eine Amin- oder Hydroxylgruppe auf, über welche
das Kuppeln an dem Carbonylkohlenstoff erfolgen kann.
Jedoch sollte diese zur Kupplung verwendete Gruppe des
Farbstoffes 103 nicht Teil des ausgedehnten π-
Elektronensystems sein, damit eine Kupplung über diese Gruppe
die Anregbarkeit dieses π-Elektronensystems durch
einfallendes Licht nicht verändert.
Als Farbstoffe 103 sind insbesondere Aminofluorescein,
entsprechend derivatisierte Phorphinderivate oder Hypericin
bevorzugt.
Alternativ können als Farbstoffe auch solche ohne Nukleophile
Gruppe verwendet werden, wenn diese reaktive Elektronenpaare
aufweisen. Bevorzugte Beispiele hiervon sind
Triphenylmethylkationsalze (sogenannte Tritylsalze),
beispielsweise Triphenylmethyllithium oder
Triphenylmethylnatrium. Diese können auch direkt mit
halogenierten Nanoröhren ohne Hydrolyse der C-Cl-Bindung
umgesetzt werden.
Fig. 2a zeigt eine gemäß dem Verfahren hergestellte, an einem
Farbstoff 203 gekuppelte Nanoröhre 200, die über zwei
Leiterbahnen 201 an eine elektrisches Messgerät 202
angeschlossen ist.
Das elektrische Messgerät 202 wird zum Messen der
elektrischen Eigenschaften der Nanoröhre 200 verwendet.
Tatsächlich gemessene Parameter zur Beurteilung der
elektrischen Eigenschaften der Nanoröhre 200 sind
beispielsweise die Leitfähigkeit oder deren Kehrwert, der
elektrische Widerstand, die Kapazität oder die Induktivität
der Nanoröhre 200.
Fig. 2a stellt schematisch ferner einen zweiten Schritt dar,
bei dem der gewünschte elektrische Parameter der Nanoröhre
200 ohne Einwirkung von Licht auf den Farbstoff 203 gemessen
wird.
In Fig. 2b wird ein Lichtquant 204 auf den Farbstoff 203
bestrahlt.
Fig. 2c zeigt schematisch den Fall, dass das Lichtquant 204
aus Fig. 2b eine für die Anregung eines Elektrons in dem
ausgedehnten π-Elektronensystem des Farbstoffes 203 geeignete
Energie besitzt. Das dadurch angeregte Elektron 205 ist in
Fig. 2c als Punkt schematisch dargestellt.
Fig. 2d zeigt das Delokalisieren dieses angeregten Elektrons
205 durch das ausgedehnte π-Elektronensystem der Nanoröhre
200. Eine solches Delokalisieren wird dadurch begünstigt,
dass die jeweiligen ausgedehnten π-Elektronensysteme der
Nanoröhre 200 und des Farbstoffes 203 aufgrund deren
räumlicher Nähe zueinander im gewissen Maße miteinander
überlappen.
In Fig. 2d wird die durch das Delokalisieren des Elektrons auf
der Nanoröhre 200 hervorgerufene Änderung ihrer elektrischen
Eigenschaften über die zwei Leiterbahnen 201 durch das
Messgerät 202 gemessen.
Auswerten der Messergebnisse des Messgeräts zwischen den in
Fig. 2a und Fig. 2d gezeigten Zuständen lässt auf die Änderung
der elektrischen Eigenschaften der Nanoröhre schließen, was
wiederum über die Existenz von Licht einer für die Anregung
des Farbstoffes geeigneten Wellenlänge Aufschluss gibt.
Durch die Größe des Unterschieds der Messergebnisse zwischen
Fig. 2a und Fig. 2d kann man auf die Anzahl der einfallenden
Lichtquanten 204, das heißt auf die Intensität des Lichtes,
schließen, so dass nicht nur qualitative sondern auch
quantitative Informationen über das gestrahlte Licht durch
das Verfahren erhältlich ist.
Fig. 3 zeigt in schematischer Weise, wie ein angeregtes
Elektron 305 des Farbstoffs 301, das sich zunächst in dem
ausgedehnten π-Elektronensystem 303 des Farbstoffs 301
befindet, über das π-Elektronensystem 302 der gegebenenfalls
vorhandenen Carbonylgruppe in das delokalisierte π-
Elektronensystem 304 der aromatischen Nanoröhre 300
delokalisiert wird.
Es ist anzumerken, dass für den Fall, dass eine andere
chemisch reaktive Gruppe als eine Carboxylgruppe zur Kupplung
verwendet wird, das π-Elektronensystem 302 gegebenenfalls
wegfällt.
Auch in diesem Fall gewährleistet jedoch die räumliche Nähe
der π-Elektronensysteme 303 und 304 immerhin ein
ausreichendes Delokalisieren des in dem Farbstoff 301
angeregten Elektrons über die Nanoröhre 300.
In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[1] R. Müller, Bauelemente der Halbleiter-Elektronik, Springer Verlag, ISBN 3-540-06224-6, S. 41-45, 1973
[2] P. M. Ajayan, Nanotubes from Carbon, Chem. Rev. 99, S. 1787-1799, 1999
[3] W. Han et al. Synthesis of Boron Nitride Nanotubes From Carbon Nanotubes by a substitution Reaction, Applied Physics Letters, Volume 73, Number 21, S. 3085-3087, November 1998
[4] R. Martel et al. Single- and Multi-Wall Carbon Nanotube Field-Effect Transistors, Applied Physics Letters, Volume 73, Number 17, S. 2447-2449, October 1998
[1] R. Müller, Bauelemente der Halbleiter-Elektronik, Springer Verlag, ISBN 3-540-06224-6, S. 41-45, 1973
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[3] W. Han et al. Synthesis of Boron Nitride Nanotubes From Carbon Nanotubes by a substitution Reaction, Applied Physics Letters, Volume 73, Number 21, S. 3085-3087, November 1998
[4] R. Martel et al. Single- and Multi-Wall Carbon Nanotube Field-Effect Transistors, Applied Physics Letters, Volume 73, Number 17, S. 2447-2449, October 1998
100
Nanoröhre
101
Carboxylgruppe nach dem Oxidieren
102
Säurechloridgruppe nach dem Umsetzen mit einem
Kupplungsreagenz (z. B. SOCl2)
103
Farbstoff
200
Nanoröhre
201
Leiterbahnen
202
Messgerät zum Messen der elektrischen Eigenschaften der
Nanoröhre
203
Farbstoff
204
Einfallendes Licht
205
Angeregtes Elektron
300
Nanoröhre
301
Farbstoff
302
π-Orbitale der Carbonylgruppe
303
π-Orbitale des Farbstoffs
304
π-Orbitale der Nanoröhre
305
Elektron, delokalisiert durch die miteinander
überlappenden π-Orbitalsysteme
Claims (19)
1. Verfahren zum Herstellen einer photoempfindlichen
Nanoröhre, aufweisend folgende Schritte:
- - Derivatisieren der Nanoröhre durch Erzeugen chemisch reaktiver Gruppen;
- - Kuppeln eines durch Licht anregbaren Farbstoffs an der so derivatisierten Nanoröhre über die chemisch reaktiven Gruppen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
bei dem das Derivatisieren an einem oder beiden Längsenden
der Nanoröhre erfolgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
bei dem die Nanoröhre eine Kohlenstoff-Nanoröhre oder eine
mit Bornitrid dotierte Nanoröhre ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1,
bei dem das Derivatisieren einen Oxidationsschritt umfasst.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4,
bei dem zur Oxidation der Nanoröhre die Nanoröhre mit
Salpetersäure, Schwefelsäure, Carosche Säure,
Perhalogensäuren, organischen Persäuren oder mit
Kombinationen davon oder mit Halogen oder mit Interhalogen
umgesetzt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5,
bei dem die Oxidation der Nanoröhre mit der Säure bzw. mit
den Säuren bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur bis
zur Siedetemperatur der jeweiligen Lösung oder mit dem
Halogen oder mit dem Interhalogen durch Bestrahlung erfolgt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6,
bei dem die mit dem Halogen oder mit dem Interhalogen durch
Bestrahlung umgesetzte Nanoröhre weiterhin mit CO oder mit
CO2 behandelt wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7,
bei dem die Behandlung mit CO oder mit CO2 das Umsetzen mit
CO, Co2(CO)8, NaOH, hν und H+), (CO, Ca(OH)2, MeOH,
katalytisches PdCl2(PPh3)2), (CO, H2O, n-Bu3N, katalytisches
PdCl2(PPh3)2) und Δ) oder (CO2, katalytisches Pd und
Elektrolyse) umfasst.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
bei dem die durch die Oxidation erhaltene chemisch reaktive
Gruppe eine Carboxylgruppe ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9,
bei dem das Derivatisieren weiterhin das Umsetzen der
Carboxylgruppen mit einem chlorierenden bzw. einem
wasserabspaltenden Reagenz umfasst.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10,
bei dem als chlorierendes oder wasserabspaltendes Reagenz
SOCl2, COCl2, PCl3, PCl5, (CCl4 und Ph3P), PhCOCl, ClCOCOCl,
Cl2CHOMe, bzw. Carbodiimide oder Mineralsäuren verwendet
werden.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem das Kuppeln mit einem Farbstoff erfolgt, der eine
chemisch reaktive Gruppe aufweist, die mit der Carboxylgruppe
bzw. mit dem Säurechlorid eine kovalente Bindung eingehen
kann, wobei die chemisch reaktive Gruppe des Farbstoffs nicht
Teil des für den Farbstoffeigenschaften verantwortlichen
Elektronsystems des Farbstoffs bildet.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12,
bei dem als Farbstoffderivat Aminofluorescein, ein
Triphenylmethylkationsalz (Tritylsalz), ein entsprechend
derivatisiertes Porphin oder Hypericin verwendet wird.
14. Verfahren zum Schließen auf die Existenz von Licht
mittels einer Messung der elektrischen Eigenschaften einer
mit einem Farbstoff gebundenen Nanoröhre, aufweisend folgende
Schritte:
- - Kontaktieren der gemäß einem der Ansprüche 1-7 mit einem Farbstoff derivatisierten Nanoröhre mit zwei Leiterbahnen;
- - Messen eines elektrischen Parameters der Nanoröhre über die zwei Leiterbahnen ohne Einwirken von Licht;
- - Bestrahlen des an der Nanoröhre gebundenen Farbstoffs mit Licht;
- - Messen des elektrischen Parameters der Nanoröhre über die zwei Leiterbahnen unter Einwirken von Licht;
- - Ermitteln des Unterschieds zwischen dem Wert des elektrischen Parameters, der ohne Einwirken von Licht gemessen wurde und dem entsprechenden Parameter, der unter Einwirken von Licht gemessen wurde;
- - Schließen, in Abhängigkeit des ermittelten Unterschieds, darauf, ob Licht vorhanden ist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14,
bei dem das Schließen auf die Existenz von Licht quantitativ
erfolgt.
16. Verfahren gemäß Ansprüche 14 oder 15,
bei dem die elektrische Antwort eine Änderung in der
Leitfähigkeit, in dem Widerstand, in der Kapazität oder in
der Induktivität ist.
17. Photoelement, aufweisend eine Nanoröhre, die mit einem
Farbstoff gebunden ist.
18. Nanoröhre gemäß Anspruch 17,
bei der die Bindung zwischen der Nanoröhre und dem Farbstoff
eine kovalente Bindung ist.
19. Nanoelektronisches Bauelement, aufweisend mindestens eine
Nanoröhre, die mit einem Farbstoff gebunden ist, wobei die
elektrische Eigenschaften der Nanoröhre sich durch Bescheinen
des einen oder der mehreren Farbstoffmoleküle mit Licht
steuern lassen.
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|---|---|---|---|
| DE10035365A DE10035365B4 (de) | 2000-07-20 | 2000-07-20 | Verfahren zum Schließen auf die Existenz von Licht einer mit einem Farbstoff gebundenen Nanoröhre |
| US09/906,270 US6777960B2 (en) | 2000-07-20 | 2001-07-16 | Method of inferring the existence of light by means of a measurement of the electrical characteristics of a nanotube bound with a dye, and detection arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE10035365A DE10035365B4 (de) | 2000-07-20 | 2000-07-20 | Verfahren zum Schließen auf die Existenz von Licht einer mit einem Farbstoff gebundenen Nanoröhre |
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| DE10035365B4 DE10035365B4 (de) | 2005-02-10 |
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| US7247877B2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-07-24 | International Business Machines Corporation | Integrated carbon nanotube sensors |
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