Welten unter Haaresbreite

Die Leistung neuer Computerchips verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Immer mehr Transistoren finden auf einem Mikroprozessor Platz. Waren es auf dem ersten 1971 von Intel auf den Markt gebrachten Prozessor gut 2000, so sind es heute mehr als eine Milliarde. Im Laufe dieser Entwicklung stoßen die bekannten Herstellungsverfahren irgendwann an ihre technischen Grenzen.

Neue Verfahren, die im wesentlichen die Miniaturisierung der Bauteile zum Ziel haben, werden in weltweiten Verbünden von Hochschulen und Industrie entwickelt. Bis zur Produktion einer neuen Generation von Prozessoren sind umfangreiche Vorarbeiten nötig. Dazu gehört die Simulation der Funktionsweise des Chips.

Für eine realistische Simulation liefert Klös die notwendigen mathematischen Beschreibungen der Bauelemente, die die besonderen physikalischen Effekte im Nanobereich erfassen müssen. Die zukünftigen Transistoren, um die es in dem Projekt geht, sind weniger als 30 Nanometer groß. Das ist etwa ein Dreitausendstel der Dicke eines menschlichen Haares.

Kooperationspartner ist die Universität Rovira i Virgili im spanischen Tarragona. Das Projekt ist eingebunden in den EU-Forschungsverbund COMON (Compact Modelling Network), in dem europaweit Hochschulen und Unternehmen zusammenarbeiten. Der Gießener Arbeitsgruppe Nanoelektronik/Bauelementmodellierung, die im Kompetenzzentrum Nanotechnik und Photonik der FH angesiedelt ist, gehören neben Klös die Wissenschaftlichen Mitarbeiter Thomas Holtij und Mike Schwarz an. Im Rahmen des auf drei Jahre angelegten Projekts ist ihre Promotion an der spanischen Partnerhochschule geplant.