Atomare Transistoren - Uni Karlsruhe meldet Durchbruch

Einzelatom-Transistor mit Silber anstatt mit Halbleiter. Wissenschaftler der Universität Karlsruhe haben einen Durchbruch in der Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen angekündigt: Mit Hilfe eines einzigen Atoms könne einen Stromkreis geöffnet und geschlossen werden.

14. August 2006 um 19:42 Uhr / Christian Klaß

"Der Einzelatom-Transistor funktioniert durch die kontrollierte Umlagerung eines einzigen Silberatoms" , erklärt Professor Dr. Thomas Schimmel. Er ist mit seiner Arbeitsgruppe am universitären DFG-Centrum für Funktionelle Nanostrukturen (CFN) und am Forschungszentrum Karlsruhe beteiligt. Bei der Entwicklung sei ein weltweit neuer Ansatz realisiert worden, da nicht wie bei bisher gängigen Transistoren auf Halbleitermaterialien zurückgegriffen wurde.

Die Wissenschaftler beschreiben ihren atomaren Transistor wie folgt: Auf zwei Metallelektroden, zwischen denen eine winzige Lücke den Stromkreis unterbricht, wird so lange Silber abgeschieden, bis ein einzelnes Silberatom die beiden Pole verbindet und sich anschließend zum Öffnen und Schließen des Stromkreises "umklappen" lässt.

Wie bei einem konventionellen Transistor kann der Strom zwischen zwei Elektroden durch eine außen angelegte Steuerspannung ein- und ausgeschaltet werden. Der jeweilige Zustand wird über eine unabhängige dritte Elektrode kontrolliert. Schimmel sieht damit den atomaren Transistor – den die Forscher auch per WMV-Video erklären – als realisiert an.

"Unsere gesamte Computer- und Informationstechnologie beruht auf der einfachen Fähigkeit, einen Strom von A nach B durch eine unabhängige Steuerelektrode C schalten zu können" , so Schimmel. Mit atomaren Transistoren ließe sich dem Forscher zufolge bereits mit einer Spannung von wenigen Millivolt schalten, was den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Transistoren auf Halbleiterbasis deutlich senken würde.

Entscheidend sei, dass sich zwischen der Elektronik in atomarer Größe und konventioneller Elektronik einfach Schnittstellen einrichten lassen, so Schimmel. Strom, der durch ein einzelnes Transistor-Atom fließt, könnte über einen konventionellen Operationsverstärker mühelos elektrische Geräte schalten. Auch wenn die Forscher von einem Meilenstein sprechen, ist der Weg zur kommerziell nutzbaren atomaren Elektronik noch lang.