Neue Transistoren

Molybdänit soll Graphen schlagen

Wissenschaftler der ETH Lausanne haben nach eigenen Angaben ein Material für Halbleiter gefunden, das sogar noch effizienter als das Nobel-prämierte Graphen sein soll. In künftigen Transistoren soll Molybdänit zum Einsatz kommen.

Artikel veröffentlicht am 31. Januar 2011, 12:34 Uhr, Nico Ernst

2D-Struktur im Gate

Einer der größten Vorteile von Silizium, heute Basisstoff für alle Halbleiter, ist seine große Elektronenbeweglichkeit: Transistoren aus Silizium können schnell schalten. Dennoch lässt sich für mehr Funktionen und damit mehr Rechenleistung Silizium nicht beliebig verkleinern, auch wenn die Verkleinerung der Strukturbreiten in den vergangenen Jahren dem Anschein nach wie von selbst immer weiter voranschritt. Schon jetzt, bei 32 Nanometern in Serienfertigung für Prozessoren, sind einige Teile eines Transistors nur noch wenige Atomlagen dick.

Daher sind Wissenschaftler in aller Welt auf der Suche nach anderen Materialien. Als einer der aussichtsreichsten Kandidaten gilt Graphen, dessen Entdecker dafür 2010 auch den Nobelpreis erhielten. Ein Team um Andras Kis, Professor an der ETH Lausanne, hat nun verkündet, es habe eine noch bessere Alternative gefunden.

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Der gesamte MOS2-Transistor (Bild: ETH Lausanne)

Das Mineral Molybdänit, das Kis vorschlägt, lässt sich, ähnlich wie Graphen, in nur einer Atomlage herstellen. Diese ist nur 0,65 Nanometer dick und soll die gleiche Elektronenbeweglichkeit wie eine Siliziumschicht mit 2 Nanometern aufweisen. Zudem sollen die Leckströme sogar um den Faktor 100.000 geringer sein. In seinen bisher nur als Modell existierenden Transistoren verwendet Kis mit Hafniumdioxid auch ein Material, das auch in aktuellen Serienprozessoren zum Einsatz kommt. Silizium dient weiterhin als Träger.

Wie der Wissenschaftler in einer Mitteilung der Hochschule angibt, sollen sich die Molybdänit-Transistoren vor allem für LEDs und Solarzellen eignen - von Transistoren für komplexe Halbleiter wie Prozessoren ist noch nicht die Rede. Die Forscher haben ihre Ergebnisse auch in der aktuellen Ausgabe von Nature Nanotechnology veröffentlicht.