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 Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Energie, sicher und leicht transportiert – Adaptive Verarbeitung komplexer Steuerungsdaten
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie