Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine neue Generation von Transistoren

29.04.2010
Forscher aus Clermont-Ferrand erwägen die Möglichkeit, Transistoren auf Basis von quantenphysischen Phänomenen zu entwickeln.

Ist die Spin-Optronik, die neue aufstrebende Disziplin der Werkstoffwissenschaften, der Schlüssel zum Erfolg zukünftiger Transistor? Wissenschaftlern des Französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS-LASMEA) der Universität Clermont-Ferrand zufolge wäre sie der ideale Kandidat.

Durch Simulation der Funktionsweise eines solchen Transistors konnten die Wissenschaftler um Robert Johne beweisen, dass es sich um ein tragfähiges und realisierbares Konzept handelt, und dass es für eine Massenproduktion geeignet sei.

Herkömmliche Mikrochips bestehen aus tausenden einzelnen Transistoren, die aus Halbleitern gefertigt werden. Diese sind in bestimmten, beeinflussbaren Situationen leitend, in anderen nicht, was die Darstellung eines binären Systems ermöglicht.

Nun ließen sich die Wissenschaftler von der Spintronik inspirieren, bei der nicht die elektrische Ladung, sondern der Spin der einzelnen Elektronen beeinflusst wird, eine quantenmechanische Eigenschaft, die ansatzweise mit der Eigenrotation in der klassischen Mechanik verglichen werden könnte. Der Spin kann nur zwei Werte annehmen, und ist somit auch für ein binäres System geeignet.

Die Schwierigkeit besteht nun darin, diesen Spin zu stabilisieren und zu messen. Um dieses Problem zu umgehen, haben die Wissenschaftler vorgeschlagen, nicht mit dem Spin von Elektronen selbst zu arbeiten, sondern mit dem Spin von Exziton-Polaritonen. Dabei handelt es sich um Quasiteilchen, die aus der Kopplung eines Photons (ein Lichtteilchen) mit einem Paar aus zwei entgegengesetzten Ladungen (ein Elektron und ein "Loch") entstehen. Sie konnten beweisen, dass beide Spins vergleichbare Eigenschaften aufweisen, und dass es möglich wäre, Polaritonen-Transistoren (also auf der Spin-Optronik basierende Transistoren) auf die gleiche Weise wie bereits existierende, aber nicht marktfähige spintronische Transistoren zu bauen.

Der Vorteil der Spin-Optronik liegt darin, dass die Polaritonen bei ausreichend niedrigen Temperaturen ein Bose-Einstein-Kondensat bilden, in dem sie sich in ihrem quantenmechanischen Zustand mit der niedrigsten Energie befinden. Von diesem Kondensat ausgehend entsteht ein magnetisches Feld, das modulierbar ist und den Spin der Polaritonen beeinflusst. So ist es möglich, zwei Zustände zu kontrollieren, und somit einen Transistor herzustellen.

Quelle: "Vers une nouvelle génération de transistors?", Pour la science - 20.04.2010 http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-vers-une-nouvelle-generation-de-transistors-24946.php

Redakteur: Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr


Wissenschaft-Frankreich (Nummer 182 vom 28.04.2010) Französische Botschaften in Deutschland und Österreich

| Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de/

Weitere Berichte zu: Elektron Ladung Polaritonen Spin Spin-Optronik Transistor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Perowskit-Solarzellen: Strukturanalyse deckt mögliche Ursache für hohe Wirkungsgrade auf
13.11.2019 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht »KaSiLi«: Bessere Batterien für Elektroautos »Made in Germany«
12.11.2019 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: New Pitt research finds carbon nanotubes show a love/hate relationship with water

Carbon nanotubes (CNTs) are valuable for a wide variety of applications. Made of graphene sheets rolled into tubes 10,000 times smaller than a human hair, CNTs have an exceptional strength-to-mass ratio and excellent thermal and electrical properties. These features make them ideal for a range of applications, including supercapacitors, interconnects, adhesives, particle trapping and structural color.

New research reveals even more potential for CNTs: as a coating, they can both repel and hold water in place, a useful property for applications like printing,...

Im Focus: Magnetisches Tuning auf der Nanoskala

Magnetische Nanostrukturen maßgeschneidert herzustellen und nanomagnetische Materialeigenschaften gezielt zu beeinflussen, daran arbeiten Physiker des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) gemeinsam mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden und der Universität Glasgow. Zum Einsatz kommt ein spezielles Mikroskop am Ionenstrahlzentrum des HZDR, dessen hauchdünner Strahl aus schnellen geladenen Atomen (Ionen) periodisch angeordnete und stabile Nanomagnete in einem Probenmaterial erzeugen kann. Es dient aber auch dazu, die magnetischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu optimieren.

„Materialien im Nanometerbereich magnetisch zu tunen birgt ein großes Potenzial für die Herstellung modernster elektronischer Bauteile. Für unsere magnetischen...

Im Focus: Magnets for the second dimension

If you've ever tried to put several really strong, small cube magnets right next to each other on a magnetic board, you'll know that you just can't do it. What happens is that the magnets always arrange themselves in a column sticking out vertically from the magnetic board. Moreover, it's almost impossible to join several rows of these magnets together to form a flat surface. That's because magnets are dipolar. Equal poles repel each other, with the north pole of one magnet always attaching itself to the south pole of another and vice versa. This explains why they form a column with all the magnets aligned the same way.

Now, scientists at ETH Zurich have managed to create magnetic building blocks in the shape of cubes that - for the first time ever - can be joined together to...

Im Focus: A new quantum data classification protocol brings us nearer to a future 'quantum internet'

The algorithm represents a first step in the automated learning of quantum information networks

Quantum-based communication and computation technologies promise unprecedented applications, such as unconditionally secure communications, ultra-precise...

Im Focus: REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration

Endogene Mechanismen der Geweberegeneration sind ein innovativer Forschungsansatz, um Herzmuskelschäden zu begegnen. Ihnen widmet sich das internationale REANIMA-Projekt, an dem zwölf europäische Forschungszentren beteiligt sind. Das am CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares) in Madrid koordinierte Projekt startet im Januar 2020 und wird von der Europäischen Kommission mit 8 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen weltweit die meisten Todesfälle. Herzinsuffizienz ist geradezu eine Epidemie, die neben der persönlichen Belastung mit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mediation – Konflikte konstruktiv lösen

12.11.2019 | Veranstaltungen

Hochleistungsmaterialien mit neuen Eigenschaften im Fokus von Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft

11.11.2019 | Veranstaltungen

Weniger Lärm in Innenstädten durch neue Gebäudekonzepte

08.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mehr digitale Prozesse für den Mittelstand

13.11.2019 | Unternehmensmeldung

dormakaba mit 4 Architects' Darling in Gold ausgezeichnet

13.11.2019 | Förderungen Preise

Effiziente Motorenproduktion mit der neuesten Generation des LZH IBK

13.11.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics