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Patent: HP und UCLA verdrahten Moleküle

Molekülgroße Rastergitter könnten Silizium-Schaltkreise ergänzen und ablösen

Hewlett-Packard (HP) und die kalifonische Universität UCLA haben in den USA ein Patent für eine Technik anerkannt bekommen, die das Herstellen von sehr komplexen Schaltkreisen einfach und billig auf molekularer Größe ermöglichen soll. Laut HP könnten Molekular-Elektronik-Chips noch in dieser Dekade marktreif sein und irgendwann Silizium-basierte Chips ablösen.

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Das "Molecular-Wire Crossbar Interconnect (MWCI) for Signal Routing and Communications" getaufte US-Patent 6,314,019 B1 baut auf vorherige Patente von HP und der UCLA auf, darunter die US-Patente 6,128,214 ("Molecular Wire Crossbar Memory") und 6,256,767 ("Demultiplexer for a Molecular Wire Crossbar"). Die Forschung wurde von der US Defense Advanced Research Projects Agency und HP finanziert.

Aktuelle Chipfertigungstechniken benötigen mehrere teure und präzise Schritte, um die komplexen Muster aus Drähten zu erzeugen, die einen integrierten Schaltkreis ausmachen. Die von HP und UCLA ersonnene Technik nutzt ein einfaches Raster aus jeweils nur ein paar Atome breiten Drähten, die mittels elektronischen, molekülbreiten Schaltern miteinander verbunden sind.

Wenige Atome breite Drähte,
verbunden durch Molekül-Schaltkreise


Laut HP habe man im eigenen Laboratorium bereits demonstrieren können, wie einige seltene Erdmetalle sich im Nanometer-Bereich selbstständig in parallel verlaufende Drähten umformen, wenn sie chemisch mit einem Silizium-Substrat reagieren. Zwei Sätze von rechtwinklig aufeinander zulaufenden Drähten könnten so ein Rastergitter bilden.

In einem weiteren Experiment konnten Forscher von HP und UCLA Drähte mit den Abmaßen von Silizium-Leitungen heutiger Chips übereinander kreuzen und um eine ein Molekül dicke Lage von elektrisch schaltbaren Rotaxan-Molekülen legen. Einfache Logikgatter wurden elektronisch durch das Laden von Signalen in die zwischen den gekreuzten Drähten gefangenen Moleküle erzeugt.

"Diese Arbeit hat erstmals gezeigt, dass Moleküle als elektronische Geräte zum Ausführen von Computerlogik genutzt werden können", so James R. Heath, Professor an der UCLA und Leiter des California NanoSystems Institute. Er gehört zu den drei Wissenschaftlern, denen das Patent zugesprochen wurde. Die beiden anderen sind Philip J. Kuekes und R. Stanley Williams von HP Labs.

Patent: HP und UCLA verdrahten Moleküle 

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