Nanoelektronik: Molekülgroßer Transistor entwickelt

Organisches Molekül mit Transistor-Fähigkeiten

Zhenan Bao und Hendrik Schon, zwei Forscher von Lucents Bell Labs, haben den vermutlich ersten individuell adressierbaren Transistor gefertigt, der aus nur einem organischen Molekül besteht. Im Vergleich mit aktuellen Transistoren ist Bell Labs Ein-Molekül-Transistor nur ein Zehntel so groß - etwa zehn Millionen davon finden auf dem Kopf einer Nadel Platz.

Artikel veröffentlicht am ,

Bao und Schon
Bao und Schon
Die Forscher bezeichnen ihren Transistor als "Nanotransistor", da er etwa einen Nanometer groß ist, also ein Milliardstel eines Meters. Der Nanotransistor scheint Silizium-Transistoren in der Leistung ebenbürtig zu sein, besteht jedoch aus dem Kohlenstoff-basierten Halbleiter Thiol. Neben Kohlenstoff enthält Thiol auch Wasserstoff und Schwefel.

Stellenmarkt
  1. Softwareentwickler C# / .NET (m/w/d)
    KHS GmbH, Worms
  2. Entwickler / Programmierer Automatisierungstechnik (m/w/d)
    KHS GmbH, Worms
Detailsuche

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung von Nanotransistoren ist die Fertigung von Elektroden, die nur durch ein paar Moleküle getrennt sind, und die Anbringung von elektrischen Kontakten an die kleinen Bauteile. "Es ist nahezu unmöglich, drei Elektroden an ein mikroskopisch kleines Molekül anzubringen", betont Bao. "Wir haben das Problem gelöst, indem wir dem Molekül ermöglichen, diese Kontakte selber zu finden und sich an ihnen zu befestigen, ein Prozess der sich 'self-assembly' nennt."

Die Forscher haben in einen Silizium-Wafer eine Kerbe gekratzt, in deren Grund eine Goldschicht eingebracht wurde. Diese fungiert als eine der drei Elektroden des Transistors. Schließlich wurde der Wafer in eine Lösung aus Thiol-Molekülen und inaktiven Molekülen getaucht und anschließend getrocknet. Die inaktiven Moleküle dienten dabei zur Verringerung der Thiol-Konzentration. Nach der Verdunstung blieb eine exakt ein Molekül dicke Schicht auf der Goldelektrode zurück. Durch sorgsame Anpassung der Thiol-Verteilung auf die inaktiven Moleküle konnten die Forscher statistisch sicherstellen, dass nur ein aktives Molekül auf der Goldelektrode zurückblieb. Auf dieses Molekül wurde nun eine weitere Goldelektrode aufgebracht, während die dritte seitlich an der Silizium-Kerbe angebracht wurde.

Diese chemische Selbstkonstruktions-Technik soll relativ einfach und günstig sein. Im Gegensatz zu Silizium soll dazu kein Reinraum benötigt werden. "Unser Experiment zeigt, dass es ohne aufwendige Fertigungsprozesse möglich ist, Transistor-Fähigkeiten in einem einzelnen Molekül zu realisieren", so Schon.

Golem Karrierewelt
  1. IT-Sicherheit: (Anti-)Hacking für Administratoren und Systembetreuer: virtueller Drei-Tage-Workshop
    28.-30.06.2023, Virtuell
  2. Angular für Einsteiger: virtueller Zwei-Tage-Workshop
    26./27.01.2023, Virtuell
Weitere IT-Trainings

Den Bell-Labs-Wissenschaftlern ist es gelungen, mit zwei deart gefertigten Nanotransistoren einen Spannungs-Inverter zu bauen. Dieser Standard-Schaltkreis wandelt "0" in "1" und umgekehrt - mit dem Unterschied, dass er nun in Molekülgröße umgesetzt wurde.

"Diese Arbeit katapultiert die Miniaturisierung von Elektronik an seine finale Grenze", so Federico Capasso, Physics Research Vice President bei Bell Labs. "Sie könnte der Eckpfeiler für eine neue Nanoelektronik-Ära sein."

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Krise bei visuellen Effekten
Bitte alles schnell und billig

Für Kino und Streaming werden immer mehr effektintensive Filme und Serien gemacht. Wer dabei auf der Strecke bleibt: die Menschen, die diese Effekte möglich machen.
Von Peter Osteried

Krise bei visuellen Effekten: Bitte alles schnell und billig
Artikel
  1. Paramount+ im Test: Paramounts peinliche Premiere
    Paramount+ im Test
    Paramounts peinliche Premiere

    Ein kleiner Katalog an Filmen und Serien, gepaart mit vielen technischen Einschränkungen. So wird Paramount+ Disney+, Netflix und Prime Video nicht gefährlich.
    Ein Test von Ingo Pakalski

  2. So funktioniert der Strommarkt: Der Preis ist heiß
    So funktioniert der Strommarkt
    Der Preis ist heiß

    Mit der Liberalisierung hat die Politik den Strommarkt entfesselt. Dafür zahlen die Verbraucher nun die Rechnung.
    Eine Analyse von Hermannus Pfeiffer

  3. Next-Generation Fighter: Neue Kampfjets von Japan, Italien und UK geplant
    Next-Generation Fighter
    Neue Kampfjets von Japan, Italien und UK geplant

    In GCAP vereinen die drei Nationen ihre Kräfte, um ein neues Kampfflugzeug zu bauen. Dabei sind sie bereits in andere Projekte involviert.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Crucial P5 Plus 2 TB 179€ • SanDisk SSD Plus 1 TB 59,99€ • Gaming-Monitore bis -37% • MindStar: Noctua NH-D9 DX-4189 4U 79€ und Sapphire RX 6900 XT 899€ • Alternate: Razer Quick Charging Stand 26,98€ • Samsung SSDs -bis 28% • Logitech Mäuse, Tastaturen & Headsets -53% [Werbung]
    •  /