Smarter Kohlenstoff: Der erste Halbleiter aus Graphen ist da
Am Georgia Institute of Technology wurde der erste funktionale Halbleiter aus Graphen hergestellt. Das Motto lautet: kompakter, kleiner und so viel schneller!
Forscher des Georgia Institute of Technology in den USA haben den ersten funktionsfähigen Halbleiter aus Graphen entwickelt.
Graphen gilt als einer der zukunftssicheren Stoffe im Bereich der Tech-Entwicklung, und ist gerade auch aufgrund seiner Struktur ein Material, das breite Aufmerksamkeit bekommt.
Ein Halbleiter aus Graphen liefert ein Versprechen mit: kleinere und schnellere elektronische Geräte, gar Quantencomputing soll davon profitieren können. Sehen wir uns das einmal näher an.
Silizium am Limit – Graphen als Hoffnungsträger
Halbleiter sind essenzielle Bestandteile von elektronischen Geräten wie Computerchips in Laptops oder Smartphones. Seit Jahrzehnten werden sie immer kleiner und kompakter.
Diese Entwicklung hat enorme Fortschritte in zahlreichen Technologiefeldern ermöglicht. Bisher wurde Silizium als Hauptmaterial der Mikroelektronik genutzt, doch das stösst gerade hinsichtlich der ständigen Grössenreduzierung langsam an seine physikalischen Grenzen.
Es braucht neue Materialien und Chip-Architekturen, um in der Forschung weiterzukommen.
Von Atom zu Chip – Das Wundermaterial Graphen
Graphen wurden 2004 entdeckt. Es besteht aus einer einzigen Schicht Kohlenstoffatome.
Eine aussergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit sowie Flexibilität des Materials hat ihm den Titel des potenziellen Game-Changer im Bereich der Halbleiter eingebracht.
In der Fachzeitschrift «Nature» wurden nun Details der spannenden wissenschaftlichen Arbeit aus dem Georgia Institute of Technology veröffentlicht: zum weltweit ersten voll funktionsfähigen Halbleiter aus Graphen.
Vom Labor zur Nano-Technik
Zehn Jahre Forschungsarbeit stützen das Ergebnis. Ein Team unter Leitung von Prof. de Heer hat herausgefunden, wie man Graphenschichten «wachsen» lassen kann, und zwar auf Siliziumkarbid-Wafern.
Dabei entsteht sogenanntes epitaktisches Graphen. Eine einzelne Schicht, die an einer Kristallfläche des Siliziumkarbids wächst und halbleitende Eigenschaften zeigt.
Nach einem Jahrzehnt kontinuierlicher Verbesserungen dieser Technologie steht nun ein Produkt bereit, das alle notwendigen Eigenschaften für den Einsatz in der Nanoelektronik besitzt und dessen elektrische Eigenschaften weit über denen anderer 2D-Halbleiter liegen.
