Nanodraht-Arrays

Sensoren auf der Basis von Nanodrähten bestehen aus extrem feinen Drähten, die aus Metallen und Legierungen hergestellt werden und auch als Quantendrähte bezeichnet werden. Sie haben im Allgemeinen einen Durchmesser von weniger als oder etwa 100 Nanometern.
Sie weisen aufgrund ihrer winzigen Größe und Struktur quantenmechanische Eigenschaften auf, die in Materialien größer Dimensionierung nicht auftreten. Wenn die Nanodrähte mit der Umgebung, wie z.B. einem elektrischen Feld oder einem magnetischen Feld, in Wechselwirkung treten, ändert sich ihr quantenmechanischer Zustand. Diese Änderung kann mittels elektronischen oder optischen Techniken erfasst werden, also z.B. über die Änderungen in der Leitfähigkeit oder bei Verwendung von Halbleitermaterialien über die Emission von Licht. So lassen sich Daten zur Stärke eines magnetischen Feldes, eines elektrischen Feldes oder andere Parameter akquireren.


Vorteile:

• geringe Größe, also vorteilhaft in Anwendungen, bei denen Platzbeschränkungen eine Rolle spielen
• die hohe Empfindlichkeit ermöglicht präzise Messungen von verschiedensten physikalischen Größen auf subatomarer Ebene
• Vielseitigkeit ermöglicht die Anpassung an spezifische Anwendungen und Messanforderungen
• recht schnelle Reaktionszeiten sind in Echtzeitmessungen und schnellen Analyseanwendungen von Vorteil

Nachteile:

• aufgrund der hohen Empfindlichkeit anfällig für Dekohärenz durch externe Störungen wie elektromagnetische Interferenzen und Temperaturschwankungen
• Die Herstellung von Nanodraht-Sensoren erfordert oft komplexe Techniken der Nanofertigung und Materialwissenschaft, was zu Herausforderungen bei der Skalierung und Kosten führen kann.

Anwendungsbereiche:
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Materialcharakterisierung, in der Nanotechnologie, in der medizinischen Bildgebung und in der Umweltüberwachung, Auf Nanodraht-Arrays basierende Kameras ermöglichen eine hochauflösende Bildgebung auf atomarer Ebene.

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