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IBM-Forscher entwickeln ersten Ein-Molekül-Logik-Schaltkreis

Einen Schritt in Richtung Molekular-Computer

IBM-Forscher haben jetzt den ersten logischen Computer-Schaltkreis vorgestellt, der nur aus einem Molekül besteht. In Zukunft, so IBM, könnte diese Entwicklung auf Basis von Nanoröhren zu kleineren Computern mit weniger Stromverbrauch führen.

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Das IBM-Team hat dabei einen Spannungsumkehrer, einen der drei fundamentalen Logik-Schaltkreise, die die Basis heutiger Computer darstellen, aus einer Carbon-Nanoröhre hergestellt, einem röhrenförmigen Molekül aus Kohlenstoffatomen, die etwa 100.000-mal dünner sind als ein menschliches Haar. Vorgestellt wurde die Entwicklung auf dem 222. Treffen der American Chemical Society in Chicago.

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"Carbon-Nanoröhren sind jetzt der Top-Kandidat, um Silizium zu ersetzen, sobald aktuelle Chip-Features nicht mehr kleiner gemacht werden können, eine physikalische Barriere, die in 10 bis 15 Jahren erreicht wird", so Dr. Phaedon Avouris, Chef-Wissenschaftler des Projekts und Manager der Nano-Wissenschaft bei IBM Research.

Der entwickelte Spannungsumkehrer arbeitet als "NOT"-Gatter und wandelt in der binären Welt eine "0" in eine "1" um und umgekehrt. Damit stellt er neben "AND"- und "OR"-Gattern einen von drei grundsätzlichen Bausteinen moderner Prozessoren dar. Dabei handelt es sich um einen so genannten "n-type"-Schaltkreis, in dem Elektronen das elektrische Moment tragen. Bisher hatte man nur "p-type"-Schaltkreise herstellen können, die sich aber nicht für Logikschaltkreise eigenen. Zudem weist der Nanoröhrenschaltkreis von IBM ein höheres Output als Input auf, ein Phänomen, das "Gain" genannt wird und ohne das sich keine Mikroprozessoren herstellen lassen.

Das IBM-Team arbeitet jetzt daran, die Schaltkreise komplexer zu machen, dem nächsten Schritt in Richtung eines Molekular-Computers. Zudem versucht man die Performance einzelner Nanoröhren-Transistoren zu steigern und sie zu komplexen Schaltkreisen zusammenzufassen.



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