Nanoelektronik: Kleinste Brücke der Welt in Bochum
- Kleinste Brücke der Welt in Bochum
- Nanoelektronik: Von Teilchen und Wellen
- Mit Mikroskopen Furchen pflügen
Etwa alle fünf Jahre verkleinern sich elektronische Einzelbauelemente um die Hälfte. Wie lange kann das noch so weitergehen, ohne dass die Chipindustrie auf unüberwindliche physikalische Grenzen stößt? Mit winzigen Strukturen experimentieren die RUB-Elektrotechniker um Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kunze (Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik). Als Nebenprodukt bei der Herstellung von Halbleiter-Nanostrukturen entstand die nur 12 nm dicke kleinste Silicium-Brücke der Welt.
Ultrakleine Bauelemente verhalten sich anders als große
Ab einer gewissen Winzigkeit von Chips wird man vielleicht in ferner Zukunft mit normalen Methoden nicht mehr weiterkommen, weil so genannte „Quanteneigenschaften“ zum Tragen kommen: Elektronen haben eine Doppelnatur; sie sind mal Teilchen und mal Welle. In ultrakleinen Strukturen kommt es unter Umständen zu Elektronenwellen, die sich verstärkend oder auslöschend überlagern und die Eigenschaften elektronischer Bauelemente verändern. Dieser für die Chiphersteller ungewohnte und unliebsame Umstand eröffnet Wissenschaftlern jedoch eine Spielwiese. Sie versuchen im Labor, winzigen Bauteilen mit verschiedenen Techniken Strukturen zu geben.
Beschichten, Ritzen, Ätzen – eine Brücke entsteht
Eine Möglichkeit dazu ist die Elektronenstrahllithographie. Diese Technik beruht auf einem Rasterelektronenmikroskop, das mit Hilfe eines Zusatzgerätes zum Schreiben auf Proben dienen kann. Die Probe wird dazu mit einem dünnen Polymerfilm beschichtet, in den der Elektronenstrahl Linien ritzt. Die Probe wandert dann nach einem Entwicklerbad, das die Probe unter der Linie endgültig freilegt, in eine Ätzlösung. Unter der Linie entsteht ein Graben, dessen Abmessungen die Forscher durch Ätzdauer und Art der Ätzlösung bestimmen können. Durch die Verwendung mehrerer Materialien zur Beschichtung, die auf unterschiedliche Ätzlösungen reagieren, gelang es, unterbrochene Gräben herzustellen. An der Stelle einer besonders kleinen Unterbrechung im Graben entstand sie dann: Die kleinste Brücke der Welt. Ihre Dicke entspricht dem 50-fachen Abstand zwischen benachbarten Atomen.
Keine Spielerei
Die Miniatur-Baukunst ist jedoch keine bloße Spielerei: Mit Hilfe von verschiedenen Beschichtungen, Strukturen und ihren Engstellen lässt sich das Verhalten von Elektronen in Halbleitern beeinflussen. So steuern die Wissenschaftler z. B. durch gezielte Barrieren und Engstellen die Wellenbewegungen der Elektronen und weisen dies auch experimentell nach – ein Meilenstein auf der Suche nach verwertbaren Quanteneffekten für neue Bauelemente der Nanoelektronik.
RUBIN 1/01 erschienen
Den vollständigen Beitrag lesen Sie in RUBIN 1/01. Dort finden Sie außerdem folgende Themen: Alarm in der U-Bahn: Mit „NADiS“ sicher aus dem Tunnel; Krebsgen gegen Nervenleiden; Chemische Tricks mit molekularen Klümpchen; Checkpoint im Gehirn: Jetzt in der Kulturschale; Simulation Intelligenter Netze; Der Islam und die europäische Kultur; Münzen machen Geschichte. RUBIN ist in der Pressestelle der RUB für 5 DM erhältlich.
Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kunze, Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-22183/-22300, Fax: 0234/32-14166, E-Mail: kunze@lwe.ruhr-uni-bochum.de
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften
Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.
Neueste Beiträge
Erstmals 6G-Mobilfunk in Alpen getestet
Forschende der Universität Stuttgart erzielen leistungsstärkste Verbindung. Notrufe selbst in entlegenen Gegenden absetzen und dabei hohe Datenmengen in Echtzeit übertragen? Das soll möglich werden mit der sechsten Mobilfunkgeneration – kurz…
Neues Sensornetzwerk registriert ungewöhnliches Schwarmbeben im Vogtland
Das soeben fertig installierte Überwachungsnetz aus seismischen Sensoren in Bohrlöchern zeichnete Tausende Erdbebensignale auf – ein einzigartiger Datensatz zur Erforschung der Ursache von Schwarmbeben. Seit dem 20. März registriert ein…
Bestandsmanagement optimieren
Crateflow ermöglicht präzise KI-basierte Nachfrageprognosen. Eine zentrale Herausforderung für Unternehmen liegt darin, Über- und Unterbestände zu kontrollieren und Lieferketten störungsresistent zu gestalten. Dabei helfen Nachfrage-Prognosen, die Faktoren wie Lagerbestände, Bestellmengen,…