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.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Stadt Stuttgart-Firmenlogo
Projektleiter*in Architektur für öffentliche Bauten (m/w/d) Stadt Stuttgart
Stuttgart Zum Job 
Campana & Schott-Firmenlogo
Consultant Projektmanagement (w/m/d) für Infrastrukturprojekte Campana & Schott
Frankfurt, Berlin, Hamburg, Köln, München, Stuttgart Zum Job 
Campana & Schott-Firmenlogo
Technologiebegeisterte Absolventen (w/m/d) für den Einstieg im Consulting Campana & Schott
Frankfurt, Berlin, Hamburg, Köln, München, Stuttgart Zum Job 
Technische Universität Graz-Firmenlogo
Universitätsprofessur für High-Performance Large-Engine Systems (m/w/d) Technische Universität Graz
Graz (Österreich) Zum Job 
Holzer Firmengruppe-Firmenlogo
System Ingenieur (m/w/d) Holzer Firmengruppe
Rutesheim, Weissach Zum Job 
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW-Firmenlogo
Research Associate Polymer Chemistry (m/f/d) Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW
Windisch (Schweiz) Zum Job 
WESGO Ceramics GmbH-Firmenlogo
Lean Manager (m/w/d) WESGO Ceramics GmbH
Erlangen Zum Job 
Delphin Technology AG-Firmenlogo
Technical Sales Manager (m/w/d) Delphin Technology AG
Bergisch Gladbach Zum Job 
BAUER GasTec GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) für Wasserstoffverdichter BAUER GasTec GmbH
München Zum Job 
Koehler Paper SE-Firmenlogo
Ingenieur Prozesstechnologie (m/w/d) Koehler Paper SE
TIG Automation GmbH-Firmenlogo
Betriebswirt / Wirtschaftsingenieur (m/w/d) Unternehmensabläufe & Strategie TIG Automation GmbH
Hamburg Zum Job 
SFS Group Germany GmbH-Firmenlogo
Techniker / Anwendungstechniker im Innendienst (m/w/d) SFS Group Germany GmbH
Oberursel Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleitung (m/w/d) "Technische Projekte" Allbau Managementgesellschaft mbH
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Vorstandsreferent:in (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
VEM motors GmbH-Firmenlogo
Konstrukteur (m/w/d) VEM motors GmbH
Wernigerode Zum Job 
Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter Haustechnik (w/m/d) Fachingenieur Heizung / Lüftung / Sanitär (w/m/d) Schwerpunkt Trinkwasserhygiene Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH
Leipzig Zum Job 
Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleiter Haustechnik (w/m/d) Fachingenieur Heizung/Lüftung/Sanitär Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH
Leipzig Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Dozenten/-innen (m/w/d) BG ETEM
Bad Münstereifel Zum Job 
Nikola Iveco Europe GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Bordnetzentwicklung und -freigabe Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge Nikola Iveco Europe GmbH
von Hoerner & Sulger GmbH-Firmenlogo
Ingenieure Elektrotechnik (m/w/d) Elektronik-Entwicklung für die Raumfahrt von Hoerner & Sulger GmbH
Schwetzingen Zum Job 
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

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.