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 Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze
25.05.2018 | Universität Ulm

nachricht Diagnose per Computer: Gefährliche Krankheitserreger mithilfe maschinellen Lernens erkennen
23.05.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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