Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kohlenstoff-Nanoröhren in Mikrochips besser als Kupferdrähte

17.03.2008
Technologiewechsel soll weitere Miniaturisierung sichern

Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) haben festgestellt, dass Kohlenstoff-Nanoröhren für Interconnects (elektrische Verbindungen in Mikrochips) besser geeignet sind als Kupferdrähte. Der elektrische Widerstand ist deutlich geringer. Das ist das Ergebnis von Computersimulationen, die erstmals quantenmechanische Effekte in Nanodrähten aus Kupfer berücksichtigt haben. Die Forscher geben sich überzeugt, dass die Kohlenstoff-Nanoröhren die Nachfolger für Kupferdrähte in Mikrochips werden. Die Technologie müsse aber noch weiter erforscht werden, um bestehende Probleme zu lösen.

Eine klassische Betrachtung von Leitermaterialien erscheint den Forscherm bei immer kleiner werdenden Strukturen in Mikrochips nicht ausreichend. "Auf Nanoskalen verhalten sich Objekte nicht so, wie im makroskopischen Bereich", erklärt Teamleiter Saroj Nayak, Physiker am RPI. Aus diesem Grund haben die Forscher quantenmechanische Computermodelle erstellt, um die Charakteristiken von Kupferdrähten und Bündeln aus Kohlenstoff-Nanoröhren zu vergleichen. Über mehrere Monate wurden Simulationen am Supercomputer des Computational Center for Nanotechnology Innovations des RPI durchgeführt. Dieses IBM-BlueGene-System belegt aktuell Platz zwölf der Liste der Top 500 Supercomputer und ist das weltweit leistungsstärkste Computersystem einer Einzeluniversität.

Ergebnis der umfangreichen Simulationen war, dass Kohlenstoff-Nanoröhren-Bündel im Vergleich zu Kupferdrähten einen deutlich geringeren elektrischen Widerstand bieten. Damit erscheinen sie als Material für Interconnects gut geeignet. "Angesichts der gesammelten Daten denken wir, dass Kohlenstoff-Nanoröhren bei 45 Nanometern bessere Leistung bieten werden als Kupferdrähte", meint Nayak. Damit bezieht er sich auf jene Strukturgröße, auf die aktuell von der Chip-Industrie für den CPU-Massenmarkt gesetzt wird. Sowohl Intel als auch AMD fertigen inzwischen Prozessoren in 45-Nanometer-Technologie. Sie ist der jüngste Schritt im Miniaturisierungs-Wettlauf der Computerindustrie.

Doch eine weitere Miniaturisierung von Mikrochips werde mittelfristig an Kupfer als Interconnect-Material scheitern, meinen Forscher. "Kupferdraht-Interconnects schränken die Leistung integrierter Silizium-Schaltkreise erheblich ein", erklärte etwa Dries Van Thourhout von der Universität Gent gegenüber dem EU-Service ICT Results. "Es ist schwer, Daten über diese Verbindungen auf eine ausreichend schnelle, energieeffiziente Weise zu übertragen. Es ist ein Problem der Bandbreite und Kupfer wird für die Verarbeitungsleistung der zukünftigen Mikrochips nicht ausreichen." Innerhalb der nächsten fünf bis zehn Jahre müsse ein guter Ersatz für Kupfer gefunden werden, heißt es vom RPI.

Dieser Ersatz können Kohlenstoff-Nanoröhren sein, sind die dortigen Forscher angesichts ihrer Ergebnisse, die im März im Journal of Physics: Condensed Matter veröffentlicht werden, überzeugt. Allerdings müssten noch Probleme gelöst werden, wie etwa die Frage der kosteneffizienten Massenproduktion oder die Züchtung von Kohlenstoff-Nanoröhren, die wirklich rein metallische Eigenschaften aufweisen. Der Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren als Interconnects wird auch von anderen Gruppen erforscht, etwa in Stanford http://www.stanford.edu oder bei Infineon http://www.infineon.com . Ein anderer denkbarer Ansatz sind optische Interconnects, woran etwa an der Universität Gent gearbeitet wird.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.rpi.edu
http://www.top500.org
http://www.ugent.be

Weitere Berichte zu: Kohlenstoff-Nanoröhre Mikrochip

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie