Erste stabile p-Typ-Halbleiter wurden erzeugt

Vor kurzem erregte deswegen ein Artikel von Phys.org einiges Aufsehen, dem zufolge Forscher der Universität von Utah das erste stabile p-Typ-Halbleitermaterial aus Zinnoxid erzeugt haben. Das ist tatsächlich eine wichtige Entwicklung. Sie hat nur einen kleinen Haken. Schon im Januar wurde in Nature ein Verfahren veröffentlicht, mit dem einzelne Schichten aus Phosphor an der Luft stabilisiert werden können.

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Von diesem Phosphoren war schon bekannt, dass es ein mögliches zweidimensionales Halbleitermaterial darstellt. Es wurde schon länger damit experimentiert und auch erste logische Schaltkreise wurden aufgebaut. Diese Experimente mussten ohne die Stabilisierung, aber unter Luftabschluss stattfinden, weil der einlagige Phosphor sonst schon nach einer halben Stunde erste Schäden zeigte.

Egal ob es bei diesen Materialien bleibt oder nicht, es sind damit nun alle Grundlagen gelegt, um eines Tages alle Teile eines Computerchips aus einzelnen Atomlagen herzustellen. Solche Laborexperimente sind allerdings noch keine massentauglichen Herstellungsverfahren. Zunächst stellen sich noch grundsätzliche Probleme bei der Herstellung. Die Bauteile werden nicht mehr aus einem einzelnen Wafer herausgearbeitet, sondern müssen aus unterschiedlichen Materialien konstruiert werden.

Massenproduktion ist noch nicht abzusehen

Damit ergibt sich die Schwierigkeit, dass diese Materialien auch verbunden werden müssen, denn auch kleine Lücken erhöhen den elektrischen Widerstand deutlich. Zumindest für die Verbindung von Graphen, Molybdän- und Wolframsulfid haben Forscher vom MIT im Januar ein Verfahren veröffentlicht, in dem Moleküle mit vielen Kohlenstoffringen benutzt werden können, um die unterschiedlichen Stoffe nebeneinander auf Siliziumoxid wachsen zu lassen und an den Grenzen trotz der unterschiedlichen Kristallmuster "zusammenzunähen".

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Zurzeit ist das Verfahren aber noch nicht für alle Materialkombinationen geeignet, und ausreichend kleine Strukturbreiten müssen auch noch demonstriert werden. Die Region, in der beide Materialien zusammenkommen, hatte in den Experimenten im günstigsten Fall noch eine Breite von 2 Nanometern. Immerhin beruht das Verfahren an sich auf klassischer Lithographie, mit der zurzeit auch Wafer in der Chiptechnik produziert werden.

Wann Chips mit Bauteilen aus einzelnen Atomlagen produziert werden oder gar zu kaufen sind, lässt sich aus keinem dieser Ergebnisse absehen. Es ist reine Grundlagenforschung, die noch weit von der Massenproduktion entfernt ist.

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 Zukunftstechnologie: Richtig flache Chips ohne Silizium
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