Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

2D-NANOLATTICES - Die ultimative Halbleiter-Miniaturisierung

27.02.2015

Mit einem vielversprechenden neuen Material namens Silicen hat ein europäisches Forschungsprojekt einen wichtigen Schritt in Richtung einer weiteren Miniaturisierung der Nanoelektronik erzielt. Das Ziel besteht darin, Geräte der Zukunft erheblich leistungsfähiger und energieeffizienter zu gestalten.

Silicen ist ein neues Halbleitermaterial, das die Eigenschaften von Silizium und Graphen kombiniert. Es ist einer der aussichtsreichsten Kandidaten für die Herstellung noch kleinerer elektronischer Schaltungen für zukünftige Smart Devices.

"Elektronik wird derzeit in vielen Schichten aus Siliziumatomen eingebettet. Wenn man sie in einer einzigen Schicht herstellen könnte, so wäre es möglich, sie auf viel kleinere Größen zu schrumpfen, Leistungsverluste zu reduzieren und die Geräte gleichzeitig leistungsfähiger und energieeffizienter zu machen", erklärte Dr. Athanasios Dimoulas, Koordinator des EU-Projekts 2D-NANOLATTICES.

Graphen ist eine interessante Substanz, weil sie in einer einzigen Atomschicht vorkommt, aber nicht über die "Energielücke" verfügt, von der Halbleiter gekennzeichnet sind. Silicen, eine zweidimensionale Form des Siliziums, bringt seine Halbleitereigenschaften in die Welt der 2D-Materialien. Das Problem mit Silicen besteht jedoch darin, dass es sich bei Kontakt mit anderen Stoffen, wie Metallen, verändert.

100-fach verkleinerte Elektronik

Für die Forscher hat es sich als eine schwierige Aufgabe erwiesen, Elektronik in eine einzige Silicenschicht zu verdichten und dabei die elektronische Leistung zu bewahren – zumindest bislang. Dem Projekt 2D-NANOLATTICES ist eine weltweit bedeutende Innovation gelungen, indem man aus dem Material einen Feldeffekttransistor (FET) herstellen konnte, der bei Raumtemperatur betrieben wird.

FETs sind ein wichtiges Element in elektronischen Schaltungen. Sie in nur eine Schicht aus Siliziumatomen (in Silicenstruktur) einzubetten und die Schicht, die auf einem Silbersubstrat kultiviert wurde, anschließend in eine Schicht zu übertragen, die einer neutraleren Substanz, Siliziumdioxid, hergestellt wurde, ist ein beachtlicher Erfolg. "Versuche haben gezeigt, dass die Leistung von Silicen auf einem nicht-metallischen Substrat sehr, sehr gut ist", freute sich Dr. Dimoulas vom Demokritos, Griechenlands Nationalem Zentrum für wissenschaftliche Forschung.

"Dass wir diesen einen Transistor aus nur einer einzigen Schicht eines Materials wie Silizium herstellen konnten, ist nie zuvor geschehen, und das ist wirklich etwas, das als Durchbruch bezeichnet werden kann. Auf der Grundlage dieser Leistung könnte es möglich sein, die Transistoren in vertikaler Richtung um das Hundertfache zu verkleinern", fügte Dr. Dimoulas hinzu.

Das Potenzial erkennen

Nun, da der Transistor vertikal in nur eine zweidimensionale Atomschicht geschrumpft werden konnte, wäre es auch möglich, die Abmessungen seitwärts zu verringern. Dies würde bedeuten, dass die gleiche Fläche eines Chips bis zu 25-mal mehr Elektronik aufnehmen könnte, berechnete Dr. Dimoulas.

Zudem können durch die Verwendung eines einzigen, schmalen Kanals zur Übertragung von elektrischem Strom Leistungsverluste reduziert werden, ein Problem, über das sich die Halbleiterbranche bereits seit einiger Zeit den Kopf zerbricht: Wie kann man Geräte noch kleiner machen, ohne dass sie überhitzen und an Leistung verlieren?

Für die Chiphersteller sind das gute Nachrichten, denn mit dem Aufkommen der 5G-Mobilfunknetze wird der Wettbewerb um die nächste Welle der Kommunikationstechnologien immer härter.

Das Projekt 2D-NANOLATTICES erhielt Finanzierung in Höhe von 1.630.000 EUR aus dem RP7 (im Bereich Künftige und neu entstehende Technologien) und lief vom 1. Juni 2011 bis zum 31. August 2014. Es waren sechs Partner aus vier EU-Ländern beteiligt.

Link zur Projektwebsite

Presse | CORDIS - Nachrichten
Weitere Informationen:
http://cordis.europa.eu/result/rcn/157643_de.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI mit neuesten VR-Technologien auf der NAB in Las Vegas

24.04.2017 | Messenachrichten

Leichtbau serientauglich machen

24.04.2017 | Maschinenbau

Daten vom Kühlgerät in die Cloud

24.04.2017 | HANNOVER MESSE