Weg zu leistungsfähigen Graphen-Transistoren frei

Graphen ist eine Graphitschicht mit der Dicke einer einzigen Atomlage. Das Material hat außergewöhnliche Eigenschaften, und Wissenschaftler auf der ganzen Welt sehen darin großes Potenzial für die Elektronik. Bereits 2009 haben die Erlanger Wissenschaftler das Verfahren zur großflächigen Herstellung von Graphen auf einer Siliziumkarbidschicht entwickelt - allerdings war es bisher nicht gelungen, Transistoren mit den gewünscht guten Schalteigenschaften aus Graphen zu entwickeln.

Jetzt konnten die Wissenschaftler hier aber einen klaren Fortschritt vermelden. Dabei gingen sie einen anderen Weg als die meisten ihrer internationalen Kollegen: "Wir verwenden ebenfalls Siliziumkarbid als Trägermaterial für das Graphenwachstum - allerdings nicht als isolierende, sondern als leitfähige Schichtstruktur", erklärte Heiko Weber vom Lehrstuhl für Angewandte Physik der FAU. "Das heißt, wir nutzen die Eigenschaften beider Materialien für elektronische Prozesse."

Durch geschickte Strukturierung und Behandlung mit Wasserstoff können die Erlanger Physiker die Grenzfläche zwischen Graphen und Siliziumkarbid so manipulieren, dass ein Transistor entsteht, der nach bisherigen Untersuchungen sehr gut Schalteigenschaften hat und zudem noch sehr schnell ist.

"Das Herausragende ist aber, dass der Transistor lediglich aus zwei Materialien besteht, die sehr robust sind", so Weber. "Diese Technik ist nicht nur für den Bau einzelner Transistoren, sondern auch für die Entwicklung komplexer Schaltkreise geeignet." Jetzt sind die Physiker damit beschäftigt, dass Verfahren zu verfeinern und es für den Praxiseinsatz in größerem Stil tauglich zu machen.