Physiker bauen superschnelle Digitalzähler aus Y-Transistoren

Handys, Computer, Autos, Produktionsmaschinen: Die Mikroelektronik und ihre Anwendungen sind heute in vielen Bereichen wichtig. Dabei ist der Fortschritt rasant: Etwa alle 18 Monate verdoppelt sich die Anzahl der elektronischen Bauelemente, die auf einem Computerchip Platz finden. Dieser zunehmenden Miniaturisierung sind allerdings Grenzen gesetzt. Für die immer kleineren und dünneren Strukturen sind Grenzflächen und Zwischenschichten notwendig, die zum Teil nur noch wenige Atomlagen dick sind. Dadurch verändern sich die elektronischen Eigenschaften der Schichten und es kommt zu ungünstigen Effekten – das macht neue Entwicklungsansätze für Bauelemente und Schaltungen nötig.

In der Mikroelektronik geht es um Strukturen in der Größenordnung von Mikrometern, was dem tausendsten Teil eines Millimeters entspricht. Weitaus winziger ist die Nanowelt: Ein Nanometer entspricht einem millionstel Teil eines Millimeters. „Es wird voraussichtlich höchstens noch zehn Jahre dauern, bis wir mit der herkömmlichen Silicium-Technologie beim Übergang von der Mikro- zur Nanoelektronik Probleme bekommen“, so der Würzburger Physiker Lukas Worschech.

Darum forschen die Wissenschaftler in FORNEL an neuen Methoden, um winzige Strukturen unter 50 Nanometern aufzubauen. Auch Konzepte für Bauelemente sind gefragt – zum Beispiel mit Hilfe der so genannten Y-Transistoren, mit denen sich Verstärker oder Digitalzähler in extrem kompakten Schaltkreisen bauen lassen. An genau dieser Thematik arbeiten die Physiker an der Uni Würzburg, deren FORNEL-Projekt von Professor Alfred Forchel geleitet wird.

In der herkömmlichen Elektronik wird der Stromfluss in einem Transistor durch das Anlegen einer Spannung gesteuert. Für die durchfließenden Elektronen bedeutet das eine Barriere, sie werden gebremst. In einem Y-Transistor durchlaufen die Elektronen einen y-förmigen Kanal. In diesem verteilen sie sich nach rechts und nach links, ohne dabei gestoppt zu werden – darum sind Y-Transistoren wesentlich schneller. Auf dieser Grundlage wollen die Würzburger Physiker nun Digitalzähler bauen, die ankommende Strompulse sehr schnell zählen können.

Weitere Informationen: PD Dr. Lukas Worschech, T (0931) 888-5813, Fax (0931) 888-5143, E-Mail: worschech@physik.uni-wuerzburg.de