Empfänger zwei Atome groß 20.12.2016, 14:21 Uhr

Das winzigste Radio der Welt ist aus Diamant

Forscher von der Harvard Universität haben aus rosafarbenem Diamant das kleinste Radio der Welt gebaut. Der Radioempfänger ist nur zwei Atome groß, funktioniert aber wie bei einem ganz normalen, analogen Radio. Dabei könnte man das Diamant-Radio theoretisch sogar mit ins Weltall nehmen.

Der kleine rosa Punkt auf dem Bild ist ein Diamant. Er dient als Gehäuse für den nur zwei Atome großen Radioempfänger.

Der kleine rosa Punkt auf dem Bild ist ein Diamant. Er dient als Gehäuse für den nur zwei Atome großen Radioempfänger.

Foto: Eliza Grinnell/Harvard School of Engineering and Applied Sciences

Das Herz dieses Radios ist genau zwei Atome groß, hält Temperaturen von mehreren Hundert Grad Celsius aus und würde sogar auf einer Raumsonde oder in einem eingesetzten Herzschrittmacher funktionieren. Forscher der Harvard University haben den kleinsten Radioempfänger der Welt aus rosafarbenem Diamant gebaut. Wie er funktioniert?

Defekt dient als Empfänger

Der Empfänger baut auf einem Defekt oder anders gesagt auf einer Verunreinigung im Kristallgitter eines Diamanten auf, die die Forscher selber vornehmen: Sie tauschen ein Kohlenstoff-Atom im Kohlenstoffgitter eines Diamanten durch ein Stickstoff-Atom aus, entfernen ein benachbartes Atom und konstruieren auf diese Weise ein so genanntes Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum, abgekürzt NV-Zentrum (englisch nitrogen-vacancy). Solche Kristallgitterdefekte sorgen auch für die Färbung eines Diamanten, der als reines Kohlenstoffgitter farblos ist. Ein von den Forschern gebautes NV-Zentrum besteht also aus einem Stickstoff-Atom und einer Lücke und ist so groß wie zwei Atome. Als Bauteil im Diamant-Radio dient es als Empfänger.

Forscher der Harvard Universität haben aus rosafarbenem Diamant das kleinste Radio der Welt gebaut. 

Forscher der Harvard Universität haben aus rosafarbenem Diamant das kleinste Radio der Welt gebaut.

Quelle: Rio Tinto/dpa

Stellenangebote im Bereich Elektrotechnik, Elektronik

Elektrotechnik, Elektronik Jobs
Frankfurt University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur "Elektrotechnik, insbesondere Nachhaltige intelligente Systeme" Frankfurt University of Applied Sciences
Frankfurt am Main Zum Job 
Frankfurt University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur "Vernetzte Eingebettete Systeme" (w/m/d) Frankfurt University of Applied Sciences
Frankfurt am Main Zum Job 
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg-Firmenlogo
Projektingenieur*in (m/w/d) für Elektro- Fernmelde- und IT-Technik / Verantwortliche Elektrofachkraft VEFK Betriebstechnik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Magdeburg Zum Job 
Alhäuser + König Ingenieurbüro GmbH-Firmenlogo
Ingenieur:in für Elektrotechnik / Master / Bachelor /Diplom (m/w/d) Alhäuser + König Ingenieurbüro GmbH
Bonn, Hachenburg Zum Job 
Stadtwerke Rüsselsheim GmbH-Firmenlogo
Messtechniker als Spezialist Gerätemanagement Strom (m/w/d Stadtwerke Rüsselsheim GmbH
Rüsselsheim Zum Job 
Fachhochschule Münster-Firmenlogo
Professur "Medizinische Bildgebung und Mathematik" (w/m/d) Fachhochschule Münster
Steinfurt Zum Job 
Agile Robots SE-Firmenlogo
Senior Projektingenieur - Industrial Automation (m/w/d) Agile Robots SE
München Zum Job 
Universität Münster-Firmenlogo
Ingenieur*in / Techniker*in Elektrotechnik in der Abteilung 4.4 (Elektrische Gebäudeausrüstung) Universität Münster
Münster Zum Job 
Freie Universität Berlin-Firmenlogo
Referatsleiter*in (m/w/d) für die Betriebstechnik und die bauliche Unterhaltung (Ingenieur*in für Aufgaben des technischen Betriebes) Freie Universität Berlin
BG ETEM-Firmenlogo
Aufsichtsperson gemäß des § 18 SGB VII (m/w/d) für ein Aufsichtsgebiet in der Region Dinkelsbühl, Aalen, Schwäbisch-Hall in den Branchenkompetenzen Elektrotechnische Industrie und Feinmechanik BG ETEM
Nürnberg Zum Job 
STOPA Anlagenbau GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) Elektrotechnik / Automatisierungstechnik für Inbetriebnahme Außendienst (Elektrotechniker, Maschinenbauingenieur o. ä.) STOPA Anlagenbau GmbH
Achern-Gamshurst Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Elektrotechnik Die Autobahn GmbH des Bundes
Hamburg Zum Job 
Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professor:in (W2) für das Lehrgebiet "Automatisierungssysteme in Gebäude-, Energie- und Umwelttechnik" Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences
Esslingen am Neckar Zum Job 
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel-Firmenlogo
Ingenieur*in der Fachrichtung Versorgungstechnik/ Maschinenbau oder Elektrotechnik Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Broadcast Solutions GmbH-Firmenlogo
Elektroingenieur* in Vollzeit (m/w/d) Broadcast Solutions GmbH
Steinmeyer Mechatronik GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Steinmeyer Mechatronik GmbH
Dresden Zum Job 
AbbVie Deutschland GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Senior Project Engineer - Capital Investments (all genders) AbbVie Deutschland GmbH & Co. KG
Ludwigshafen am Rhein Zum Job 
Stadtreinigung Hamburg Anstalt des öffentlichen Rechts-Firmenlogo
Ingenieurin (m/w/d) TGA Elektrotechnik Stadtreinigung Hamburg Anstalt des öffentlichen Rechts
Hamburg Zum Job 
Vermögen und Bau Baden-Württemberg - Amt Ulm-Firmenlogo
Diplom-Ingenieur (FH/DH) bzw. Bachelor (w/m/d) der Fachrichtung Elektrotechnik, Versorgungstechnik, Gebäudeklimatik, Gebäude- und Energietechnik Vermögen und Bau Baden-Württemberg - Amt Ulm
Stadt Karlsruhe-Firmenlogo
Elektroingenieur*in - Fachbereichsleitung Elektro- und Maschinentechnik Stadt Karlsruhe
Karlsruhe Zum Job 

Und das geht so: Das grüne Licht eines Lasers regt Elektronen in NV-Zentren an. Die so behandelten Elektronen sind in der Lage, Radiowellen in optische Signale zu verwandeln: Sie geben die elektromagnetischen Wellen, die auf sie stoßen, als rotes Licht wieder ab. Eine einfache Photodiode verwandelt das optische Signal in Strom. Der wiederum wird wie beim normalen Radio von Lautsprechern in Ton umgewandelt. Und fertig ist das Radio.

Empfang verschiedener Radiostationen

Nun noch ein Elektromagnet angelegt und das Radio kann auch noch verschiedene Radiosender empfangen: Der Elektromagnet erzeugt ein starkes Magnetfeld um den Diamanten herum, mit dessen Hilfe die Empfangsfrequenz der NV-Zentren über eine Bandbreite von 300 Megahertz eingestellt werden kann.

 

Das Diamantradio aus Harvard ist auch noch extrem robust – hart wie Diamant sozusagen. Die Forscher spielten damit Musik bei 350 °C ab. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften des Diamanten könne dieses Radio in allen möglichen rauen Umgebungen oder auch im Weltall funktionieren, erklärt der Leiter der Forschungsarbeit, Professor Marko Loncar. Und sogar im menschlichen Körper: Diamant sei nämlich „biokompatibel“.

Britische Forscher hingegen haben einen künstlichen Diamanten entwickelt, der dank radioaktiver Strahlung über mehrere Tausend Jahre lang Strom produziert. Mehr dazu finden Sie hier.

 

Ein Beitrag von:

  • Susanne Neumann

    Susanne Neumann ist Webjournalistin. „Inhalt mit Anspruch“ ist das Motto der freien Journalistin und Online-Redakteurin. Sie steht für gründliche Recherche, eine verständliche Darstellung auch komplizierter Sachverhalte und Freude am Thema. Sie hat  Politik-, Theater-, und Kommunikationswissenschaften studiert.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.