Durchbruch: Es ist gelungen, auch Speicher auf Papier zu drucken

Gedruckte Elektronik stößt schon seit einiger Zeit auf wachsendes Interesse. Wissenschaftlern aus Taiwan ist es dabei nun auch gelungen, eine weitere Kernkomponente herzustellen: Den Speicher. Dafür mussten diese sich aber von traditionellen Konzepten verabschieden. In dem Bereich konnten schon verschiedene Fortschritte erzielt werden. So stellt es heute kein größeres Problem mehr dar, mit Techniken, wie man sie quasi vom Tintenstrahl-Drucker kennt, funktionsfähige Transistoren auf Folien oder einem Blatt Papier abzubilden. Ein Problem stellte allerdings bisher noch der Arbeitsspeicher dar, denn die Architektur von DRAM ist zu komplex, um Papier als Trägermaterial verwenden zu können.

Denn im Gegensatz zu den Spiegelglatten Oberflächen eines Silizium-Kristalls ist Papier im mikroskopischen Maßstab durch seine zahlreichen Fasern ein sehr raues Material. Um dieses Problem zu umgehen, fand man ausgerechnet bei einer Speichertechnologie die Lösung, die in der klassischen Elektronik als nächster großer Wurf bewertet wird: Dem Phase-change Random Access Memory (PRAM).

Dieser bietet ähnliche Performance-Werte wie klassischer RAM, ist aber nicht flüchtig - die Informationen bleiben also erhalten, wenn kein Strom anliegt. Der Trick dahinter ist der Einsatz von Materialien, bei denen die 0 oder 1 dadurch repräsentiert wird, ob die Speicherzelle aktuell in amorpher oder kristalliner Form vorliegt. Dies beeinflusst jeweils den elektrischen Widerstand und lässt sich durch einen Stromimpuls verändern.

Die Architektur eines solchen Speichers ist einfach genug, um auf Papier zu funktionieren. Auf dieses wird dabei erst ein Kohlenstoff-Layer aufgetragen, der dann weitere Schichten aus Titanoxid und Silber trägt. Natürlich bekommt man dabei nicht die Speicherdichte hin, wie man sie von Silizium-Chips kennt, aber auf einem Blatt, das etwa der A4-Norm entspricht, kann so immerhin ein Megabyte Kapazität aufgedruckt werden.

Vielfältige Anwendungs-Möglichkeiten

Der Vorteil der Methode liegt darin, dass man im Zweifelsfall keine teure Chipfabrik benötigt, um elektronische Komponenten herzustellen, die für verschiedene Anwendungsbereiche völlig ausreichend sind. Genutzt werden können solche gedruckten Chips beispielsweise, um elektronisch auslesbare Informationen auf Produktverpackungen unterzubringen oder tragbare medizinische Sensoren zu produzieren, die genau auf den Bedarf eines Patienten abgestimmt sind. Die Papier-Chips sind nicht nur preiswert und lassen sich flexibel herstellen, sie können auch gut einem Recycling zugeführt werden.