Abo
  • Services:

Schnellere Chips dank perfekter atomarer Verbindung

Forscher der Ohio State University entdecken "Schneepflugtechnik" wieder

Forscher der Ohio State University haben Materialdaten in Computersimulationen genutzt, um neue Einblicke in den Aufbau von atomaren Verbindungen zwischen Silizium und anderen Materialien zu erhalten. Dabei entdeckten sie in 15 Jahre alten Materialmustern mit Schichtstruktur auf Silizium, Germanium und Siliziumdioxid, dass diese dank der damals eingesetzten "Schneepflug"-Technik eine "anatomisch scharfe", also bis ins Atom perfekte Verbindung zwischen Germanium und Siliziumdioxid aufweisen.

Artikel veröffentlicht am ,

"Halbleiter-Firmen haben erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Schnittstelle so scharf wie möglich zu machen, ohne bisher die ultimative Obergrenze zu erreichen - während diese unerkannt für 15 Jahre in einem Muster in einer Kiste in der Ecke eines Labors von Oak Ridge bereits existierte", so Professor Wolfgang Windl, Materialforscher von der Ohio State University. Eine solche ideale Verbindung könne die Geschwindigkeit von Computer-Chips steigern und helfen, Silizium weiter auszureizen.

Stellenmarkt
  1. Fritz Kübler GmbH, Villingen-Schwenningen
  2. Friedhelm LOH Group, Herborn

Möglich sei dies durch eine Schneepflug bzw. Snowplowing genannte Technik, bei der eine Inkompatibilität zwischen Atomen ausgenutzt wird, in diesem Fall zwischen Germanium und Sauerstoff: Auf die Oberseite eines Materialstücks aus Silizium und Germanium gegebener Sauerstoff dringt in das Material ein und bildet Siliziumdioxid. Da Sauerstoff aber die Germanium-Atome abstößt, drückt es diese buchstäblich hinunter ins Silizium. Eine Lage Germanium wird damit eng ins Silizium gepresst, wie ein Schneehaufen vor einem Schneepflug. Der Sauerstoff selbst kann hingegen nicht in den Germaniumhaufen eindringen, so dass die Trennung zwischen Oxid und Germanium so scharf wie möglich bleibt, ohne dass es an der Verbindungsstelle zu Verunreinigungen kommt.

Ein Problem ergibt sich aber noch mit der Methode: Befinden sich zu viele Germanium-Atome auf einem Haufen und werden ins Silizium gepresst, entkommen einige von ihnen und tauchen im Siliziumdioxid auf. Das Germanium im Siliziumoxid soll zwar schlecht für die elektrischen Merkmale des Materials sein, aber die Forscher erwarten, dass Chiphersteller dieses Wissen nutzen können, um hochqualitative Materialien zu fertigen. "Sie könnten einfach die Siliziumdioxidschicht, die einige Germanium-Einschlüsse aufweist, abtrennen und dann eine frische Lage Siliziumdioxid aufbringen, die kein Germanium enthält."

Präsentiert wurde die Forschung während eines Treffens der Materials Research Society in Boston am 1. Dezember 2003 von Tao Liang, einem Doktoranden der Ohio State University. Zu den Co-Autoren der Arbeit zählen die Ingenieure Sergei Lopatin und Gerd Duscher, beide von der North Carolina State University und dem Oak Ridge National Laboratory. Duscher und Windl stammen beide aus Deutschland und wuchsen in derselben Straße auf. Die bei ihren Forschungen eingesetzte Kombination aus Material-Modellierung/-Simulation und Elektronen-Mikroskopie soll auch für andere Anwendungsbereiche genutzt werden können, in denen Materialverbindungen wichtig sind. Als Beispiel werden medizinische Implantate wie titanbeschichtete Gelenkprothesen genannt, die im Körper Knochen ersetzen könnten. Finanziert wurde die Forschung durch die US-amerikanische Semiconductor Research Corporation.



Anzeige
Hardware-Angebote
  1. 39,99€ statt 59,99€
  2. und 25€ Steam-Gutschein erhalten

Folgen Sie uns
       


Siri auf Deutsch auf dem Homepod

Wir haben uns die deutsche Version von Siri auf dem Homepod angehört. Bei den Funktionen hinkt Siri der Konkurrenz von Alexa und Google Assistant hinterher. Und auch an der Aussprache gibt es noch einiges zu feilen. Apples erster smarter Lautsprecher kostet 350 Euro.

Siri auf Deutsch auf dem Homepod Video aufrufen
Mars: Die Staubstürme des roten Planeten
Mars
Die Staubstürme des roten Planeten

Der Mars-Rover Opportunity ist nicht die erste Mission, die unter Staubstürmen leidet. Aber zumindest sind sie inzwischen viel besser verstanden als in der Frühzeit der Marsforschung.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

  1. Nasa Dunkle Nacht im Staubsturm auf dem Mars
  2. Mars Insight Ein Marslander ist nicht genug

Porsche Design Mate RS im Test: Das P20 Pro in wahnwitzig teuer
Porsche Design Mate RS im Test
Das P20 Pro in wahnwitzig teuer

In Deutschland kostet Huaweis Porsche Design Mate RS 1.550 Euro - dafür bekommen Käufer technisch ein P20 Pro, das ähnlich aussieht wie das Mate 10 Pro. Den Aufpreis von 800 Euro halten wir trotz neuer Technologien für aberwitzig, ein Luxusgerät ist das Smartphone für uns nicht.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Low Latency Docsis Huawei will Latenz von 1 Millisekunde im Kabelnetz erreichen
  2. Cloud PC Huawei streamt Windows 10 auf Smartphones
  3. Android Keine Bootloader-Entsperrung mehr bei Huawei-Geräten

Urheberrrecht: Etappensieg für Leistungsschutzrecht und Uploadfilter
Urheberrrecht
Etappensieg für Leistungsschutzrecht und Uploadfilter

Trotz aller Proteste: Der Rechtsausschuss des Europaparlaments votiert für ein Leistungsschutzrecht und Uploadfilter. Nun könnte das Plenum sich noch dagegenstellen.

  1. EU-Urheberrechtsreform Wie die Affen auf der Schreibmaschine
  2. Leistungsschutzrecht VG Media darf Google weiterhin bevorzugen
  3. EU-Verhandlungen Regierung fordert deutsche Version des Leistungsschutzrechts

    •  /