Mit Silizium-Drähten auf dem Weg zur Nanoelektronik

Forschung & Wissenschaft Forscher vom Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik und vom Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) gelang es, den elektrischen Widerstand und den bislang unbekannten Stromfluss im Inneren von Silizium-Nanodrähten darzustellen. Drähte aus Silizium im Nanometer-Bereich haben nach Auffassung der Wissenschaftler ein großes Potential für eine völlig neue Chip-Architektur. Allerdings müsse man ihre elektrischen Eigenschaften noch genauer erforschen und verstehen, bevor es zu ersten praktischen Anwendungen kommen kann.

Die Transistoren auf Silizium-Chips sind heute in der Ebene angeordnet und mittlerweile nur noch rund 40 Nanometer groß. Da einer weiteren Miniaturisierung Grenzen gesetzt sind, wird fieberhaft an neuen Ansätzen gearbeitet. Die Arbeit mit Nanodrähten wird dabei als ein Weg gesehen: Statt flächig oder in Schichten übereinander gestapelt, werden die Silizium-Transistoren einfach um 90 Grad gedreht und in die Höhe gebaut.

So könnte man viele Transistoren, die wie winzige Säulen mit Durchmessern von jeweils nur wenigen Nanometer aus dem Mikrochip herausragen, auf der Fläche eines üblichen, flächigen Transistors unterbringen. Damit wäre der Schritt von der Mikro- zur Nanoelektronik endgültig getan, teilten die Forscher mit.

Nanodrähte aus Kohlenstoff haben mittlerweile in der industriellen Fertigung Einzug gehalten, Drähte aus Silizium hingegen können erst seit kurzem zuverlässig hergestellt werden. Durch die geplanten Säulen-Transistoren werden Chips kleiner und energiesparender sein als heute üblich. Nicht zuletzt verspricht man sich von Silizium-Nanodrähten auch hocheffiziente Solarzellen.

"Wir haben zunächst Drähte untersucht, die einen Durchmesser von rund 100 Nanometer haben und 300 Nanometer lang sind. Das Ziel richtet sich jedoch auf Drähte, die nur wenige Atome dick sind bis hin zu einem Draht, wo sich nur noch einzelne Atome aneinander reihen. Deren Materialverhalten wollen wir dann genau charakterisieren um herauszufinden, wie man ihre elektrischen Eigenschaften für den Einsatz in der Nanoelektronik maßschneidern kann", sagte der FZD-Physiker Reinhard Kögler.
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