Forscher bauen Transistor aus nur einem Atom

Wissenschaftlern aus Australien und den USA ist es gelungen, einen funktionierenden Transistor aus nur einem Atom zu bauen. Sie nutzten dafür ein Phosphor-Atom, das in einen Silizium-Kristall eingebettet ist. In ihrer Arbeit sehen die Forscher einen entscheidenden Schritt hin zu Quantencomputern. An dem Forschungsprojekt waren Wissenschaftler der University of New South Wales und der Purdue University beteiligt. Ihr Transistor funktioniert dabei nicht wie gewohnt mit zwei Zuständen, die 0 und 1 repräsentieren. Statt dessen können unter Ausnutzung der Eigenheiten der Quantenmechanik mehrere Zustände gleichzeitig angenommen werden.

Dies soll Quantencomputer letztlich befähigen, Operationen mit großen Zahlen deutlich schneller auszuführen als ein Silizium-Schaltkreis. Entsprechende Systeme könnten nicht nur bei herkömmlichen Berechnungen in der Wirtschaft, sondern beispielsweise auch bei Molekül-Simulationen zur Entwicklung neuer Medikamente oder Materialien einen entscheidenden Schritt nach vorn bedeuten.

Der letzte Erfolg des australisch-amerikanischen Forschungsteams wird dabei von verschiedenen Experten als wichtiger Schritt bewertet. Der IBM-Physiker Andreas Heinrich erklärte in der 'New York Times', hier habe man es mit dem Ergebnis einer zehnjährigen Entwicklung zu tun, deren Ziel es war, extrem dünne Leiter an genau der gewünschten Stelle mit einem einzelnen Atom zu koppeln.

Der Elektrotechnik-Professor Gerhard Klimeck von der Purdue University legte hingegen Wert auf die Feststellung, dass die Wissenschaftler so zeigen konnten, dass man mit dem heutigen Stand der Computer-Technik noch lange nicht die Grenzen des Mooreschen Gesetzes erreicht habe.

Die Demonstration eines einzelnen Atoms in der Funktion eines Transistors ist bereits vor zehn Jahren gelungen. Das jetzige Projekt hat aber in zwei Bereichen entscheidende Fortschritte vorzuweisen: Zum einen konnte die benötigte Struktur in bisher nicht gekannter Präzision erzeugt werden, während bisher eher auf zufällig richtige Anordnungen gewartet werden musste. Und zum anderen wurde ausschließlich mit Standard-Techniken aus der Elektronik-Industrie gearbeitet, wodurch eine kommerzielle Produktion außerhalb teurer Labore denkbar wird. Elektronik, Transistor, bauteil Paul Downey / Flickr