Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Physiker entwickeln perfekte Leiter aus Graphen Nanostrukturen

10.02.2014
Neuartige Informationstechnologie hilft, Energie einzusparen

Sie werden immer schneller und immer leistungsfähiger, doch sie benötigen auch immer mehr Strom. Überall, wo Computer zum Einsatz kommen, steigt der Energieverbrauch. Die Leistungsaufnahme einer einzigen modernen CPU (Central Processing Unit) liegt in der Größenordnung von 100 Watt, die quasi komplett in ungenutzter Wärme umgewandelt wird und zudem durch aktive Kühleinheiten an die Umgebung abgegeben werden muss.

Sie werden immer schneller und immer leistungsfähiger, doch sie benötigen auch immer mehr Strom. Überall, wo Computer zum Einsatz kommen, steigt der Energieverbrauch. Die Leistungsaufnahme einer einzigen modernen CPU (Central Processing Unit) liegt in der Größenordnung von 100 Watt, die quasi komplett in ungenutzter Wärme umgewandelt wird und zudem durch aktive Kühleinheiten an die Umgebung abgegeben werden muss. Das Wärmeproblem belastet nicht nur die Umwelt, sondern limitiert auch die weitere Miniaturisierung und höhere Taktfrequenzen. Ein Ausweg aus diesem Dilemma wären Leiterbahnen, die keinen elektrischen Widerstand aufweisen, d.h. ballistisch sind.

Physikern der Leibniz Universität Hannover ist es nun in Kooperation mit amerikanischen Wissenschaftlern erstmals gelungen, solche ballistischen Nanostrukturen in definierter Weise herzustellen und umfassend zu charakterisieren, wie das Journal Nature in seiner aktuellen Ausgabe berichtet: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12952.html .

Durch einfaches Heizen eines nanostrukturierten Siliziumcarbid Kristalls entstehen an den Kanten kleinste Graphen-Strukturen. Unter Graphen versteht man eine einatomar dünne Kohlenstofflage. „Die durch den Rand dieser Graphen Nanostrukturen bedingte spezielle elektronische Struktur unterdrückt dabei jegliche Streuung der Elektronen, so dass das Material keinen Wiederstand aufweist“, erklärt Prof. Christoph Tegenkamp vom Institut für Festkörperphysik, Leiter der Untersuchungen am Institut für Festkörperphysik in Hannover.

An diesen Strukturen sind mittels eines in Niedersachsen einmaligen Großgerätes, einem sog. 4-Spitzen STM-SEM, systematisch Transportmessungen auf der Nanoskala durchgeführt worden. „Für etwaige zukünftige Technologien ist dabei besonders interessant, dass dieser verlustfreie Transport auch bei Raumtemperatur beobachtet werden konnte“, sagt M. Sc. Jens Baringhaus, der sich in seiner Promotion mit diesem Materialsystem beschäftigt.

Das Verfahren birgt großes Potenzial für die Zukunft. Stimmen die theoretischen Berechnungen, sollten die Ränder auch magnetische Eigenschaften haben. Die Kompatibilität des neuen Trägermaterials mit der herkömmlichen Silizium-Technologie sowie die Möglichkeit flexibler Strukturierung des Materials erlaubt auch kompliziertere Graphen-Draht Geometrien zu realisieren. Erste Transistor Prototypen sind von den Kooperationspartnern um Prof. Walt de Heer vom Georgia Institute of Technology (USA) bereits erfolgreich hergestellt worden.

Bilder sind auf Anfrage erhältlich.

Hinweis an die Redaktion:
Für weitere Informationen steht Ihnen Prof. Christoph Tegenkamp, Institut für Festkörperphysik an der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 2542 oder per E-Mail unter tegenkamp@fkp.uni-hannover.de gern zur Verfügung.

Mechtild Freiin v. Münchhausen | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12952.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Cybersicherheit für die Bahn von morgen
24.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT

nachricht Schutz vor Angriffen dank flexibler Programmierung
22.03.2017 | FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE