Transistoren, die so klein, dass sie in ihrem Verhalten direkt
durch die Gesetze der Quantenmechanik bestimmt werden
Wie das renommierte Wissenschaftsmagazin "Science" in seiner Ausgabe vom 20.
Februar 2009 berichtet, ist Physikern des Sonderforschungsbereichs 484 der
Universität Augsburg in Zusammenarbeit mit einer Gruppe der University of
Pittsburgh ein großer Fortschritt bei der Herstellung höchst
miniaturisierter Bauelemente gelungen. Aufbauend auf Arbeiten aus den letzten
Jahren, in denen gezeigt wurde, dass sich an der Grenzschicht zweier
isolierender Materialien eine ultradünne, supraleitende metallische Schicht
ausbildet, gelang es nun, aus diesen Schichten elektronische Bauelemente
herzustellen.
Feldeffekttransistoren mit aktiver Zone von nur 4 nm Durchmesser
Die leitfähige Grenzschicht der Oxide lässt sich durch elektrische
Felder an- und ausschalten. Wie Stefan Thiel und Kollegen am Augsburger Zentrum
für Elektronische Korrelationen und Magnetismus (EKM) nun zeigen konnten,
ist es möglich, diese Felder mittels der leitfähigen Schicht selbst zu
erzeugen und somit eine Voraussetzung für die Realisierung einer Vielzahl
von Bauelementen zu schaffen. Neben Leiterbahnen, Widerständen,
Kondensatoren und Dioden konnten so auch Feldeffekttransistoren hergestellt
werden, deren aktive Zone einen Durchmesser von nur 4 nm aufweist. Damit
gehören diese Transistoren zu den kleinsten, die es überhaupt gibt.
Direkt durch die Gesetze der Quantenmechanik bestimmt
"Unsere in Science vorgestellten Fortschritte können zum einen für die
langfristige Entwicklung integrierter Schaltungen von großem Interesse
sein. Zum anderen", so Stefan Thiel, "sind die Bauelemente aber auch
wissenschaftlich außerordentlich spannend." Denn die Transistoren,
Kondensatoren und Dioden sind so klein, dass sie nicht mehr den klassischen
Regeln der Elektronik folgen, sondern in ihrem Verhalten direkt durch die
Gesetze der Quantenmechanik bestimmt werden, die das Verhalten einzelner Atome
oder Moleküle kontrollieren.
Kaum abschätzbares Potential weiterer Effekte
