Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

2D-Elektronik aus Graphen rückt näher

28.01.2013
Forscher bauen einatomige Schichten in Kombination mit Isolator

Forschern der Rice University ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg in Richtung zweidimensionaler Elektronik aus dem Wundermaterial Graphen gelungen. Sie haben es geschafft, wirklich nur atomdicke Schichten zu fertigen, die das leitfähige Kohlenstoff-Material in präzisen Mustern mit einem passenden Isolator kombinieren.


Graphen-Eule: mikroskopisch präzise (Foto: Zheng Liu/Rice University)

"Es sollte möglich sein, voll funktionsfähige Geräte mit Schaltkreisen von 30 oder 20 Nanometern in 2D zu fertigen", meint Jun Lou, Maschinenbauer und Materialforscher an der Rice University. Das könnte beispielsweise neue Möglichkeiten in Sachen flexibler Elektronik eröffnen.

Die in Nature Nanotechnology veröffentlichte Arbeit ist Jürg Osterwalder, Oberflächenphysiker an der Universität Zürich http://www.uzh.ch , zufolge sehr interessant. "Graphen bietet zusätzlich zu Anwendungen in der Elektronik und als transparenter Leiter auch die Möglichkeit, gewisse Quanteneffekte bei Raumtemperatur zu sehen, die bei konventionellen Materialien nur bei sehr tiefen Temperaturen auftreten", erklärt der am EU-Flagship-Projekt Graphen http://www.graphene-flagship.eu beteiligte Forscher gegenüber pressetext. Ein Beispiel dafür ist der Quanten-Hall-Effekt, den sich die Präzisionsmesstechnologie zunutze macht.

Leiten allein reicht nicht

Das atomdicke Kohelnstoff-Material Graphen gilt aufgrund seiner Leitfähigkeit als hochinteressantes Elektronik-Material. Doch für wirkliche Elektronik reicht ein Leiter nicht, es braucht unter anderem auch isolierende Komponenten. Dafür setzt das Rice-Team auf hexagonales Bornitrid, da dies ebenso wie Graphen eine sechseckige Wabenstruktur hat. Den Forschern ist es gelungen, beide Materialien in einer nur ein Atom dicken Schicht zu kombinieren und dabei wirklich präzise Strukturen herauszuarbeiten. Dazu haben sie in einem lithografischen Verfahren Graphen in Lücken eingebettet, die in das Bornitrid geätzt wurden.

Wie genau das gelingt, zeigt beispielsweise ein winziges Bild des Universitäts-Maskottchens, einer Eule. Einzelstrukturen sind dabei rund 100 Nanometer groß, doch mit aktuellen lithografischen Techniken sollten dem Team zufolge Strukturen mit einem Fünftel dieser Größe möglich sein - was in etwa der Strukturgröße aktueller Silizium-Halbleitertechnologie entspricht. Als nächstes will man einen Halbleiter als dritte Komponente in seine Materialschicht einbetten. "Wenn das gelingt, können wir wirklich integrierte planare Geräte fertigen", so Rice-Forscher Zheng Liu.

Lohnende Herausforderung

Das Ziel des Rice-Teams ist ambitioniert, immerhin erfordert vollwertige Elektronik viele Komponenten wie etwa Gate-Elektroden zu Transistoren. "Rein zweidimensional zu bleiben, ist sicher schwierig", meint daher Osterwalder. Außerdem sei mit Blick auf die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten die Frage, wie exakt die Grenze zwischen den einzelnen Materialbereichen ausfallen. "Mit lithografischen Methoden erreicht man schwerlich atomare Präzision", so der Physiker.

Gelingt es wirklich, 2D-Elektronik zu fertigen, wäre das nicht nur für Bereiche wie flexible Elektronik interessant. Profitieren könnte unter anderem auch die Präzisionsmesstechnologie in der Metrologie, der Lehre von Maßen und Maßsystemen. Dort gäbe es Osterwalder zufolge potenziell weiteres Anwendungspotenzial für 2D-Elektronik jenseits von konventionellen Bauelementen, beispielsweise Einelektronentransistoren.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.rice.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Brain-Computer-Interface: Wenn der Computer uns intuitiv versteht
18.01.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht »Lernlabor Cybersicherheit« startet in Weiden i. d. Oberpfalz
12.01.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise