Forscher schaffen Durchbruch in Nanoelektronik

Dübendorf ZH - Forscher der Empa haben es mit internationalen Kollegen geschafft, Nanotransistoren aus nur wenigen Atomen breiten Graphenbändern zu produzieren. Damit könnten Transistoren auf der Basis von Kohlenstoff-Nanostrukturen bereits in wenigen Jahren Realität werden.

Transistoren in elektronischen Geräten werden derzeit vor allem mittels sogenannter Halbleiter realisiert. Für die Hochleistungselektronik der Zukunft wird nach neuen Transistormaterialien gesucht. Ein Kandidat ist Graphen, ein leitendes Material, das in Form von Nanobändern zum Halbleiter werden kann.

Die Herstellung von Transistoren auf der Basis von Kohlenstoff-Nanostrukturen ist jedoch eine Herausforderung. So haben kleinste Details in der atomaren Struktur dieser Graphenbänder massive Auswirkungen auf die Grösse der Energielücke und damit darauf, wie gut sich die Nanoribbons als Bestandteile von Transistoren eignen. Die Lücke hängt einerseits von der Breite der Graphenbänder und  andererseits von der Struktur der Ränder ab.

Forschenden der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) ist es nun in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut und der University of California gelungen, Bänder von exakt neun Atomen Breite und einem regelmässigen Sesselrand aus Vorläufermolekülen wachsen zu lassen. Die Strukturen haben so eine relativ grosse und genau definierte Energielücke.

Forscher konnten die Graphenbänder so in Nanotransistoren integrieren. Ein Problem hatten sie dabei zunächst beim Einbau der Graphenbänder in den Transistor. „Künftig sollen die Bänder nicht mehr kreuz und quer auf dem Transistor-Substrat liegen, sondern exakt entlang des Transistorkanals ausgerichtet werden. Dadurch liesse sich der derzeit hohe Ausschuss an nicht funktionierenden Nanotransistoren erheblich reduzieren“, schreibt die Empa. ssp

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