Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine neue Generation von Transistoren

29.04.2010
Forscher aus Clermont-Ferrand erwägen die Möglichkeit, Transistoren auf Basis von quantenphysischen Phänomenen zu entwickeln.

Ist die Spin-Optronik, die neue aufstrebende Disziplin der Werkstoffwissenschaften, der Schlüssel zum Erfolg zukünftiger Transistor? Wissenschaftlern des Französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS-LASMEA) der Universität Clermont-Ferrand zufolge wäre sie der ideale Kandidat.

Durch Simulation der Funktionsweise eines solchen Transistors konnten die Wissenschaftler um Robert Johne beweisen, dass es sich um ein tragfähiges und realisierbares Konzept handelt, und dass es für eine Massenproduktion geeignet sei.

Herkömmliche Mikrochips bestehen aus tausenden einzelnen Transistoren, die aus Halbleitern gefertigt werden. Diese sind in bestimmten, beeinflussbaren Situationen leitend, in anderen nicht, was die Darstellung eines binären Systems ermöglicht.

Nun ließen sich die Wissenschaftler von der Spintronik inspirieren, bei der nicht die elektrische Ladung, sondern der Spin der einzelnen Elektronen beeinflusst wird, eine quantenmechanische Eigenschaft, die ansatzweise mit der Eigenrotation in der klassischen Mechanik verglichen werden könnte. Der Spin kann nur zwei Werte annehmen, und ist somit auch für ein binäres System geeignet.

Die Schwierigkeit besteht nun darin, diesen Spin zu stabilisieren und zu messen. Um dieses Problem zu umgehen, haben die Wissenschaftler vorgeschlagen, nicht mit dem Spin von Elektronen selbst zu arbeiten, sondern mit dem Spin von Exziton-Polaritonen. Dabei handelt es sich um Quasiteilchen, die aus der Kopplung eines Photons (ein Lichtteilchen) mit einem Paar aus zwei entgegengesetzten Ladungen (ein Elektron und ein "Loch") entstehen. Sie konnten beweisen, dass beide Spins vergleichbare Eigenschaften aufweisen, und dass es möglich wäre, Polaritonen-Transistoren (also auf der Spin-Optronik basierende Transistoren) auf die gleiche Weise wie bereits existierende, aber nicht marktfähige spintronische Transistoren zu bauen.

Der Vorteil der Spin-Optronik liegt darin, dass die Polaritonen bei ausreichend niedrigen Temperaturen ein Bose-Einstein-Kondensat bilden, in dem sie sich in ihrem quantenmechanischen Zustand mit der niedrigsten Energie befinden. Von diesem Kondensat ausgehend entsteht ein magnetisches Feld, das modulierbar ist und den Spin der Polaritonen beeinflusst. So ist es möglich, zwei Zustände zu kontrollieren, und somit einen Transistor herzustellen.

Quelle: "Vers une nouvelle génération de transistors?", Pour la science - 20.04.2010 http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-vers-une-nouvelle-generation-de-transistors-24946.php

Redakteur: Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr


Wissenschaft-Frankreich (Nummer 182 vom 28.04.2010) Französische Botschaften in Deutschland und Österreich

| Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de/

Weitere Berichte zu: Elektron Ladung Polaritonen Spin Spin-Optronik Transistor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik
17.02.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

nachricht Verborgene Talente: Mit Bleistift und Papier Wärme in Strom umwandeln
16.02.2018 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics