Durchbruch bei der Entwicklung ultradünner Transistoren geschafft

Österreichischen Wissenschaftlern ist es gelungen, mit Hilfe neuartiger Isolatoren hochwertige Transistoren aus so genannten zweidimensionalen Materialien herzustellen. Das könnte zum nächsten großen Miniaturisierungsschritt in der Computer-Entwicklung führen. Das geht aus einem Paper der Arbeitsgruppe hervor, das im Fachjournal Nature Electronics veröffentlicht wurde. Zweidimensional wirkende Materialien haben seit Jahren das Interesse der Chipentwickler auf sich gezogen. Besonders bekannt ist dabei natürlich Graphen, bei dem Kohlenstoff-Atome wabenförmig in flächigen Strukturen angeordnet sind. Dadurch lassen sich theoretisch Schaltkreise bauen, die nur ein Atom dick sind. "Wenn man allerdings einen extrem kleinen Transistor bauen will, genügt das nicht", erklärte Tibor Grasser vom Institut für Mikroelektronik der TU Wien. "Zusätzlich zum ultradünnen Halbleiter braucht man auch noch einen ultradünnen Isolator."

Einen solchen will man nun unter Verwendung von Kalziumfluorid gefunden haben. Mit diesem Isolator bauten die Forscher einen Transistor, der ausgezeichnete elektrische Eigenschaften aufweist und im Gegensatz zu bisherigen Technologien wegen seiner geringen Dicke auch extrem stark verkleinert werden kann.

Plötzlich wurde es gut

"Immer wieder gab es Transistor-Experimente mit ultradünnen Halbleitern, gekoppelt mit gewöhnlichen, dickeren Isolatoren", führte Grasser aus. Doch das bringe wenig. "Erstens kann man nicht von einer Miniaturisierung sprechen, wenn der Transistor inklusive Isolator dann doch wieder eine größere Dicke hat, und zweitens zeigte sich, dass die sensiblen elektronischen Eigenschaften des Halbleiters von der minderwertigen Isolator-Oberfläche gestört werden."

Nach diversen Versuchen mit alternativen Materialien stellte sich nun der Erfolg ein: Der Transistor mit Kalziumfluorid-Isolator wies Eigenschaften auf, wie man sie noch nie gesehen hatte, erklärte Grasser. Jetzt wolle man noch mit einigen anderen Materialien experimentieren, die im Grundsatz ähnlich sind - Flouride sind aber allgemein die vielversprechendsten Kandidaten.