Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Transistormaterial für effizientere Chips

31.01.2011
EPFL-Forscher: Molybdänit sticht Silizium und Graphen aus

Das bislang vor allem als Schmiermittel genutzte Material Molybdänit (MoS2) hat großes Potenzial für die Elektronik, so Forscher am École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Denn es verspricht als Transistormaterial große Vorteile gegenüber den wichtigsten Konkurrenten, so das Team des Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) in der Zeitschrift Nature Nanotechnology. Im Vergleich zum Kohlenstoff-Wundermaterial Graphen ist Molybdänit demnach besser für Halbleiterelektronik geeignet. Die Energieeffizienz ist indes bis zu 100.000 mal höher als bei klassischem Silizium.

Effizienzwunder

"Bei digitaler Elektronik nutzt man Transistoren in On- und Off-Zustand, um die Nullen und Einsen digitaler Informtion darzustellen", erklärt LANES-Leiter Andras Kis gegenüber pressetext. Doch wenngleich Off eigentlich ein Standby-Zustand ist, verbraucht er bei Silizium-Transistoren doch viel Strom. Mit Molybdänit lässt sich diese Verschwendung um einen Faktor 100.000 reduzieren. "Da selbst beim Schreiben dieser E-Mail ein großer Teil der Transistoren im Prozessor im Off-Zustand sind, kann der reduzierte Verlust ein große Einsparung bringen", betont der Physiker.

Im On-Zustand fällt die Stromersparnis eines Transistors durch die Silizium-Alternative nicht so dramatisch aus. Wie viel effizienter ein Molybdänit-Prozessor in der Praxis ist, muss also erst mit einem Prototypen ermittelt werden, so Kis. Fest steht hingegen, dass das Schmiermittel-Material im Gegensatz zu Silizium auch in atomdünnen Schichten und somit kompakter verarbeitet werden kann. Diesen Vorteil teilt sich Molybdänit mit dem Kohlenstoff-Material Graphen.

Echter Halbleiter

Physiker an der University of Manchester haben 2010 für ihre Entdeckung des Graphens den Physiknobelpreis erhalten. So sehr das Material auch als großer Hoffnungsträge für die Elektronik-Zukunft gilt, hat Molybdänit laut den EPFL-Forschern doch einen wichtigen Vorteil. "MoS2 ist wirklich ein Halbleiter wie Silizium, während Graphen an sich ein sehr guter Leiter ist - besser als Kupfer", erklärt Kis.

Während das Kohlenstoff-Material nur mit relativ großem Aufwand zu Halbleiter-Elektronikelementen verarbeitet werden kann, bietet sich Molybdänit für solche Anwendungen direkt an. Die Fertigung wichtiger Elektronikbauteile ist somit einfacher und sollte somit auch billiger sein. Daher könnte einschichtiges Molybdänit Graphen speziell in Bereichen ergänzen, wo ein dünner transparenter Halbleiter erforderlich ist, wie beispielsweise in der Optoelektronik, so das LANES-Team in Nature Nanotechnology.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://lanes.epfl.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

nachricht Ein Herz aus Spinnenseide
11.08.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

Gold shines through properties of nano biosensors

17.08.2017 | Physics and Astronomy

Greenland ice flow likely to speed up: New data assert glaciers move over sediment, which gets more slippery as it gets wetter

17.08.2017 | Earth Sciences

Mars 2020 mission to use smart methods to seek signs of past life

17.08.2017 | Physics and Astronomy