Mit einer einfachen chemischen Reaktion haben Wissenschaftler eine atomdicke Linie auf einer Siliziumoberfläche erzeugt. Die Struktur besteht aus alternierenden Chloratomen und Methylgruppen und verlängert sich durch Selbstorganisation: Immer weitere Bausteine lagern sich dazu an eine reaktive Bindungsstelle an ihrem Ende an. Derartige selbstorganisierende Muster im Nanomaßstab sollen in Zukunft Halbleiteroberflächen strukturieren und die Grundlage einer noch zu entwickelnden molekularen Elektronik bilden.

Die von einem Team um den Chemiker John Polanyi von der University of Toronto entwickelte Technik basiert auf der Struktur einer speziellen Kristallfläche des elementaren Siliziums, der (110)-Ebene. Diese Oberfläche besteht aus Reihen von Atompaaren, die elektronisch miteinander gekoppelt sind: Bindet ein Reaktionspartner an eines der Siliziumatome, setzt die Reaktion beim zweiten Atom eine Bindung frei – es entsteht quasi ein freies Radikal. Diese reaktive Bindungsstelle fängt sich sehr schnell einen weiteren Partner ein.

In den meisten Fällen wäre die Reaktionskette damit beendet – das Chlormethan jedoch leistet Entscheidendes: Es spaltet sich in zwei Teile auf, von denen das eine an das reaktive Siliziumatom bindet. Die zweite Hälfte jedoch, das Chloratom, reagiert mit dem Siliziumatom des benachbarten Paars und setzt dort wiederum eine reaktive Bindungsstelle frei. Chlormethan wirkt also als Brücke zwischen eigentlich voneinander getrennten Atompaaren und sorgt so dafür, dass die Kettenreaktion weitergeht. (lf)