Leiden (NL ) – Leidse natuurkundigen hebben een elektrisch contact gemaakt met één waterstofmolecuul. Het molecuul blijkt een bijna perfecte geleider te zijn.


Waterstof – het eenvoudigste en kleinste molecuul – is een bijna perfecte geleider, zo publiceren natuurkundigen van de Universiteit Leiden in Nature. Door een platina-metaaloppervlak te breken en er één waterstofmolecuul tussen te manoeuvreren, konden de wetenschappers de geleidbaarheid van het molecuul meten.
Elektronische componenten worden steeds kleiner. Wetenschappers dromen al van schakelelementen die bestaan uit enkele moleculen. Om de elektrische eigenschappen van zo'n molecuul te meten, moet je er echter wel contact mee kunnen maken. Een normale elektrische klem is hier duidelijk veel te groot voor. De Leidenaren hebben met enkele collega's van het IBM in Zürich een inventieve oplossing gevonden.
Zij gebruikten het feit dat waterstof chemische bindingen kan aangaan met platina. Eerst maakten zij een verbinding tussen twee platinadraden. Deze verbinding trokken zij vervolgens atoom voor atoom kapot in een waterstofomgeving. Tot hun verrassing sprong een waterstofmolecuul in het gat tussen de twee platinadraden. Dat vormde een geleidende verbinding tussen de twee draadeinden.
Tijdens metingen van de elektrische geleidbaarheid zagen de onderzoekers de karakteristieke trillingsfrequentie van de binding tussen twee waterstofatomen. Controlemetingen met het zwaardere deuteriummolecuul als bindend element leverde de verwachte lagere trillingsfrequentie op en bevestigde daarmee dat de platinadraden inderdaad via een waterstofmolecuul aan elkaar gebonden zaten.
De weerstand van de platina-waterstof-platinabrug bleek vrijwel exact gelijk te zijn aan de kwantumweerstand, de kleinste elektrische weerstand die een niet-supergeleidend materiaal kan hebben. Hiermee vormt het waterstof de perfect geleidende brug en is wellicht de eerste kandidaat voor verbindingen in toekomstige moleculaire elektronica gevonden.

Sonja Jacobs