Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Material für energiesparende Transistoren

03.12.2015

Das Streben nach verbesserten Energiebilanzen ist allgegenwärtig, auch in der Erforschung von Transistoren für den Einsatz in Computer-Prozessoren. Der Chemiker Prof. Dr. Thomas Heine vom Lehrstuhl für Theoretische Chemie komplexer Systeme der Universität Leipzig hat mit seinem Team ein neues Konzept für energiesparende Transistoren entwickelt. Sie nutzen dafür die Eigenschaften der Edelmetallverbindung Palladiumdisulfid, die es erlauben, Transistoren aus einem einzigen Material herzustellen.

Das verringert die Abwärme und verbessert damit die Energiebilanz erheblich, außerdem wird das Recycling erleichtert. Ihre neuen Erkenntnisse haben die Wissenschaftler jetzt im Fachjournal "Advanced Materials" veröffentlicht. Das Schichtmaterial Palladiumdisulfid ist als Einzellage halbleitend, als Doppellage metallisch.


Aufbau eines Logikschalters aus Palladiumsulfid

Grafik: Agnieszka Kuc/Universität Leipzig

Daher kann es - anders als bei herkömmlichen Transistoren - gleichzeitig zur Herstellung der stromleitenden Kontaktelektrode und auch der halbleitenden Schalter genutzt werden. Im herkömmlichen Transistor, dem grundlegenden Baustein eines Computer-Prozessors, ist das Halbleitermaterial - meist Silizium - mit stromleitenden Metallelektroden versehen.

Diese bestehen häufig aus Gold. Bei Stromfluss treten sogenannte Kontaktwiderstände auf. Dadurch entstehen zwangsläufig Leitungsverluste, die ungünstig für die Energieeffizienz sind und zu Abwärme führen. Das Alternativkonzept von Heine und seinem Team nutzt ein und dasselbe Material sowohl für die Kontaktelektroden als auch für den halbleitenden Schalter: Palladiumdisulfid. Da Halbleiter und Elektrode aus der gleichen Kristallstruktur bestehen, wird der Kontaktwiderstand minimiert.

Die Möglichkeit, einen Transistor aus nur einem Grundmaterial herzustellen, hat nach den Worten Heines auch weitere Vorteile: So muss beim Recyceln eines Computers nicht - wie bisher üblich - der Halbleiter in einem aufwändigen Verfahren von den leitenden Kontakten aus Gold getrennt werden. "Auch die Miniaturisierung von Transistoren kann so weiter voranschreiten, denn ein ultradünnes Material wie Palladiumdisulfid ist schon so dünn wie es geht", sagt der Chemiker.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit sieht Heine in der flexiblen Elektronik, etwa beim Anbringen von Solarzellen auf einer Jacke. "Dafür muss das Material flexibel sein. Palladiumdisulfid wäre dafür geeignet. Es gibt aber auch weitere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften", erklärt der Wissenschaftler, der seit Juli dieses Jahres an der Universität Leipzig tätig ist und zuvor an der Jacobs University in Bremen geforscht hat.

Zu den Autoren des Beitrags in "Advanced Materials" gehören neben Heine auch Dr. Agnieszka Kuc (Leipzig), Dr. Mahdi Ghorbani-Asl (Cambridge) und Dr. Pere Miro (Northwestern University). Alle vier Wissenschaftler forschten gemeinsam an der Jacobs University in Bremen.

Originaltitel der Veröffentlichung: A single material logical junction based on two-dimensional crystal PdS2

Weitere Informationen:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201504274/epdf

Susann Huster | Universität Leipzig

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Schutzmasken aus dem 3D-Drucker
27.03.2020 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Komplexe Zelluloseobjekte drucken
25.03.2020 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hannoveraner Physiker entwickelt neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

Ein internationales Team unter Beteiligung von Prof. Dr. Michael Kues vom Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover hat eine neue Methode zur Erzeugung quantenverschränkter Photonen in einem zuvor nicht zugänglichen Spektralbereich des Lichts entwickelt. Die Entdeckung kann die Verschlüsselung von satellitengestützter Kommunikation künftig viel sicherer machen.

Ein 15-köpfiges Forscherteam aus Großbritannien, Deutschland und Japan hat eine neue Methode zur Erzeugung und zum Nachweis quantenverstärkter Photonen bei...

Im Focus: Physicist from Hannover Develops New Photon Source for Tap-proof Communication

An international team with the participation of Prof. Dr. Michael Kues from the Cluster of Excellence PhoenixD at Leibniz University Hannover has developed a new method for generating quantum-entangled photons in a spectral range of light that was previously inaccessible. The discovery can make the encryption of satellite-based communications much more secure in the future.

A 15-member research team from the UK, Germany and Japan has developed a new method for generating and detecting quantum-entangled photons at a wavelength of...

Im Focus: Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Würzburg gelungen, einen „Trichter für Licht“ zu entwickeln, der bisher nicht geahnte Möglichkeiten zur Entwicklung von hypersensiblen Sensoren und neuen Technologien in der Informations- und Kommunikationstechnologie eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im renommierten Fachblatt Science veröffentlicht.

Der Rostocker Physikprofessor Alexander Szameit befasst sich seit seinem Studium mit den quantenoptischen Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit...

Im Focus: Junior scientists at the University of Rostock invent a funnel for light

Together with their colleagues from the University of Würzburg, physicists from the group of Professor Alexander Szameit at the University of Rostock have devised a “funnel” for photons. Their discovery was recently published in the renowned journal Science and holds great promise for novel ultra-sensitive detectors as well as innovative applications in telecommunications and information processing.

The quantum-optical properties of light and its interaction with matter has fascinated the Rostock professor Alexander Szameit since College.

Im Focus: Künstliche Intelligenz findet das optimale Werkstoffrezept

Die möglichen Eigenschaften nanostrukturierter Schichten sind zahllos – wie aber ohne langes Experimentieren die optimale finden? Ein Team der Materialforschung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat eine Abkürzung ausprobiert: Mit einem Machine-Learning-Algorithmus konnten die Forscher die strukturellen Eigenschaften einer solchen Schicht zuverlässig vorhersagen. Sie berichten in der neuen Fachzeitschrift „Communications Materials“ vom 26. März 2020.

Porös oder dicht, Säulen oder Fasern

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

Wichtigste internationale Konferenz zu Learning Analytics findet statt – komplett online

23.03.2020 | Veranstaltungen

UN World Water Day 22 March: Water and climate change - How cities and their inhabitants can counter the consequences

17.03.2020 | Veranstaltungen

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

Hannoveraner Physiker entwickelt neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

30.03.2020 | Physik Astronomie

Brillen-Flora: das Miniversum vor der Nase

30.03.2020 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialien: Strahlendes Weiß ohne Pigmente

30.03.2020 | Biowissenschaften Chemie

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