Nanotechnologie

Elektronen können sich noch schneller durch Graphen bewegen. Physiker der Universität von Maryland haben herausgefunden, dass Graphen die Mobilität eines Elektrons bei Zimmertemperatur deutlich weniger begrenzt als andere Materialien. Das bedeutet, dass Graphen - da sich die Elektronen durch dieses Material sehr schnell bewegen - ein sehr guter elektrischer Leiter ist.

Neues Verfahren ermöglicht kleinere Chips. Wissenschaftler im IBM Almaden Research Center im kalifornischen San Jose testen bei der Entwicklung neuer Computerchips den Einsatz künstlicher DNA. Ziel der Forscher um die Biochemikerin Jennifer Cha und den Chemiker und Materialexperten Greg Wallraff, ist es, neue Verfahren zur Chipherstellung zu entwickeln.

Praxisnahe Verdrahtung auf Halbleitern. In den USA haben Forscher der Stanford-Universität, der Keimzelle des Silicon Valley, erstmals Chip-Verdrahtungen mit Nano-Röhrchen aus Karbon bei der Geschwindigkeit eines Mikroprozessors konstruiert. Das Experiment könnte den Durchbruch bei dieser Grundlagentechnik für noch schnellere Chips darstellen.

Neue Module erzeugen Strom und sehen schön aus. Angesichts der schwindenden Vorräte an fossilen Brennstoffen suchen Wissenschaftler weltweit nach alternativen Energiequellen. Die Sonne wird vermutlich in der Zukunft eine wichtige Rolle in der Energieversorgung spielen. Jetzt haben Freiburger Wissenschaftler ein neues Solarmodul auf der Basis von Nanotechnologie entwickelt. Das Besondere daran: Es erzeugt nicht nur Strom, sondern lässt sich auch zur Fassadengestaltung nutzen.

Neue Forschung am MIT für Elektronik in Kleidung und andere Anwendungen. Forscher des MIT, die bereits seit Jahren an den sich selbst-organisierenden Eigenschaften von Viren zur Konstruktion von elektronischen Bauteilen forschen, melden einen neuen Erfolg. Genetisch veränderte Viren können nun Fasern bilden, die so belastbar wie Nylon sind. Diese Fasern können beispielsweise im UV-Licht leuchten - oder Strom transportieren.

Fortschritte sollen auf dem Weg zu Chips aus Nanoröhren helfen. Forschern von IBM ist es gelungen, die Verteilung elektrischer Ladungen in Kohlenstoff-Nanoröhren zu messen, was helfen soll, das elektrische Verhalten der Nanoröhren besser zu verstehen. Damit will IBM dem Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren als Leiter und Halbleiter in Computerchips näher kommen.

Magnetische Nano-Strukturen sollen Flash und Festplatte ersetzen. Im kalifornischen Almaden, unweit San Francisco im Silicon Valley, arbeitet ein bekannter IBM-Forscher an einer neuen Speichertechnologie namens "Racetrack Memory". Die Speicherung von Informationen erfolgt dabei immer noch magnetisch, aber in einer dreidimensionalen Halbleiterstruktur. Im Ergebnis sollen sich die Vorteile von Flash-Speichern und Festplatten vereinen.

IBM demonstriert Druckverfahren für Nanostrukturen. Zusammen mit der ETH Zürich haben Forscher von IBM eine effiziente und präzise Technik für den Druck im Nanobereich demonstriert. Dabei werden einzelne Partikel präzise angeordnet, was laut IBM zu Fortschritten bei Biosensoren, extrem kleinen Linsen, die Licht innerhalb künftiger optischer Chips beugen, sowie bei der Herstellung von Nanodrähten führen soll.

Organische Fasern im Nano-Format leuchten orange. Eine "Nanolampe" haben Forscher an der Cornell-Universität entwickelt. Bei dieser Glühbirne im Miniaturform handelt es sich um einen organischen Licht-Emitter aus synthetischen Fasern, der nur etwa 200 Nanometer groß ist. Später sollen sich damit sehr kleine biegsame elektronische Produkte entwickeln lassen.

Theoretisches Modell arbeitet bisher nur mit einer Wellenlänge. Seit Jahren suchen Forscher in aller Welt nach einer Möglichkeit, Objekte vor sichtbarem Licht zu verstecken. Die mathematischen Ansätze für eine Umleitung des Lichts liegen seit 2006 vor, nun haben Wissenschaftler in den USA ein theoretisches Modell für die physikalische Umsetzung entwickelt.

Zweidimensionaler Kohlenstoff als neuer Halbleiter. Ein neuartiges Material soll nach Meinung von britischen Wissenschaftlern die Nachfolge von Silizium als Halbleiter antreten. Die so genannten Graphen sind nahezu zweidimensionale Molekular-Gitter mit nur einer Atomschicht. Sie konnten nun erstmals als Transistor verwendet werden, der seine Ladung mit nur einem Elektron speichert.

Nanoröhrchen sorgen für minimale Reflexion von Licht. In den USA haben Forscher des "Rensselaer Polytechnic Institute" (RPI) ein neues Verfahren entwickelt, das sich für minimal reflexive Beschichtung von Oberflächen eignet. So behandelte Gegenstände strahlen fast kein einfallendes Licht mehr ab, und das über das gesamte Spektrum.

Gitterstruktur aus Nano-Drähten soll Strom sparen und Leistung erhöhen. Statt der fortwährenden Verkleinerungen der gesamten Strukturbreiten haben sich Forscher von HP ein Konzept ausgedacht, das Halbleiter durch einen radikal anderen Ansatz schneller und stromsparender machen soll: Statt fester Verbindungen zwischen Funktionseinheiten sollen über ein Netzwerk nur die gerade gebrauchten Schaltungen verbunden werden.

Kabel mit 300 Nanometer Durchmesser leitet sichtbares Licht. Physiker des Boston College ist es gelungen, sichtbares Licht durch ein Kabel zu leiten, das dünner ist als dessen Wellenlänge. Sie gehen davon aus, dass ihre Entdeckung zu Fortschritten im Bereich der Solar-Energie und optischer Computertechnik führen wird.

Wissenschaftliche Ergebnisse sollen schneller in Produkte umgesetzt werden. Bundesforschungsministerin Annette Schavan will die Nanotechnologie in Deutschland stärken und stellt dazu die "Nano-Initiative - Aktionsplan 2010" vor. Wissenschaftliche Ergebnisse in der Nanotechnologie sollen schneller und effizienter in Produkte von morgen umgesetzt werden, formuliert die Ministerin das Ziel der Initiative.

Preiswerte Methode zur Anordnung von Kohlenstoff-Nanoröhren. Forscher der US-Universität "Rensselaer Polytechnic Institute" haben einen einfachen Weg entwickelt, um Kohlenstoff-Nanoröhren auf Papier und Plastikoberflächen aufzutragen. Sie nutzen dazu einen herkömmlichen Tintenstrahldrucker, dessen Patronen mit einer Nanoröhrenlösung gefüllt werden.

Wissenschaftler erforschen neue Methode für On-Chip-Cooling. Das Konzept einer Luftkühlung direkt auf einem Chip geistert seit Jahren durch die Wissenschaft, jetzt konnte es an der Universität von Washington in den USA erstmals in einem Prototypen demonstriert werden. Auf einem Halbleiter bläst dabei eine mikromechanisch konstruierte Pumpe ionisierte Luft über den Chip, um ihn zu kühlen.

Organischer Stoff dient als Speicherzelle. In der Schweiz haben Wissenschaftler von IBM ein neuartiges Experiment für die Speicherung von Daten auf kleinstem Raum durchgeführt. Eigens entwickelte organische Verbindungen mit einem Durchmesser von nur 1,5 Nanometern ließen sich - ganz wie die Zelle eines Flash-Speichers - dauerhaft in einem definierten Ladungszustand halten und auch hin- und herschalten.

Höhere Datendichte durch höhere Temperaturen. In den USA hat Seagate ein Patent auf eine neue Technologie zur Erhöhung der Kapazität von Festplatten erhalten. Im Zentrum steht dabei die Speicherung des Gleitmittels für die Plattenoberflächen in Kohlenstoff-Röhrchen.

Nanotechnologie beschert schneller ladende und langlebigere Akkus. Das MIT (Massachusetts Institute of Technology) forscht an einem Superakku, der die Akkuladezeit verkürzen und die Lebensdauer der Energiezellen in Kleingeräten wie PDAs, Smartphones, Handys oder MP3-Playern verlängern soll. Mit Hilfe von Nanotechnologie und Kondensatoren soll die Speicherkapazität erhöht werden.

Rastertunnelmikroskop sortiert Moleküle mit hoher Geschwindigkeit. IBM-Forscher haben eine neue Methode demonstriert, die sehr kleine Molekülmengen mit hoher Geschwindigkeit voneinander trennen kann. Die Technik könnte für medizinische Labortests oder zur Herstellung von elektronischen Schaltkreisen im Nanobereich genutzt werden, so IBM.

Klettverschluss aus Kohlenstoff. Die Forscher des "Cooling Technologies Research Center" an der Purdue Universität im US-Bundesstaat Indiana haben erneut ein neues Konzept zur Chip-Kühlung entwickelt. Sie konstruierten auf der Chip-Oberfläche einen Teppich aus Kohlenstoffröhrchen, der sich wie ein Klettverschluss an den Kühlkörper anheften lassen soll.

Nano-Strukturen durch Genmanipulation. Auf der Suche nach feineren Strukturen für die Zellen eines Akkus sind Wissenschaftler des MIT (Massachusetts Institute of Technology) auf eine ausgefallene Methode gestoßen. Sie verwenden Viren, die sich selbstständig zu einem Pol des Akkus anordnen.

Forscher sehen vielversprechende Ansätze zur Ablösung von Silizium-Chips. IBM-Forscher haben einen vollständigen elektronischen integrierten Schaltkreis um eine einzelne Kohlenstoff-Nanoröhre gebaut. Das Material könnte eines Tages Computerchips zu höherer Leistung verhelfen, hofft IBM.

Einsatz im Mobilfunk schon in drei Jahren geplant. Fujitsu will Chips mit Kohlenstoff-Nanoröhren kühlen und hat dazu nach eigenen Angaben einen ersten entsprechenden Kühler entwickelt. Er soll die Hitze schnell verteilen und ableiten.

US-Patent für optische Speichertechnik auf Basis von Nanostrukturen. Iomega arbeitet an einer neuen optischen Speichertechnik, mit der die Speicherkapazität einer DVD auf das 100fache gesteigert werden soll. Die Datentransferraten sollen durch die Technik um bis zu 30 Mal schneller werden. Dabei nutzt Iomega reflektive Nanostrukturen auf der Oberfläche einer DVD, um die Daten zu kodieren.

Flaches Display mit Eigenschaften eine Röhrenmonitors. Die Motorola Labs haben ein 5-Zoll-Farbdisplay vorgestellt, das auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren arbeitet. Laut Motorola könnte die Technik künftig große Flachbildschirme mit überragender Bildqualität, längerer Lebensdauer und geringeren Herstellungskosten erlauben.

Millionenförderung für Nanotechnologieprojekt. Mit 1,34 Millionen Euro fördert die Europäische Gemeinschaft in den kommenden vier Jahren ein Forschungsprojekt an der Universität Duisburg-Essen zur Entwicklung neuartiger magnetischer Materialien. Es geht dabei um die weitere Miniaturisierung mikroelektronischer Bauelemente und Schaltungen mittels "Spintronic" auf Basis oxidischer und halbleitender Materialien.

Millipede-Team zeigt "Nano-Lochkarte" auf der CeBIT 2005. Mit der Ankündigung einer auf Nanomechanik basierenden Speichertechnik mit Codenamen Millipede machten IBMs Forscher im Juni 2002 auf sich aufmerksam. Nun schicken sie sich an, mit ihrer wiederbeschreibbaren Lochkartentechnik den Flashspeicher aus SD-Cards zu vertreiben und zeigen auf der CeBIT 2005 einen Prototypen.

Dreifache Laufzeit, Ladevorgang in wenigen Minuten. Schon seit Jahren forscht das US-Unternehmen Altair an neuen Lithium-Akkus, die auf Nanotechnologie basieren. Die Entwicklung geht jetzt in die zweite Runde, zwei Patente wurden bereits erteilt. Wenn die Technologie marktreif gemacht werden kann, sollen Akkus dreimal länger durchhalten als bisher.

Nanotube-Transistor mit einer Kanallänge von nur 18 Nanometern. Infineon-Forscher haben jetzt den bislang kleinsten Nanotube-Transistor der Welt mit einer Kanallänge von nur 18 Nanometern gebaut, meldet das Unternehmen. Die derzeit modernsten Transistoren sind heute knapp viermal so groß.

Forscher entdecken zweidimensionales Fulleren. Forscher an den Universitäten Manchester (Großbritannien) und Chernogolovka (Russland) haben eine neuen, nur ein Atom dicken Stoff entdeckt, eine neue Materialklasse, die möglicherweise zu einem Computer aus nur einem Molekül führen kann.

Technik erlaubt kontrolliertes Wachstum von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. NEC ist es gelungen, Kohlenstoff-Nanoröhren mit konventioneller Elektronenstrahl-Lithografie kontrolliert zu erzeugen. Mit der von NEC entwickelten Technik lassen sich Durchmesser und Position von Kohlenstoff-Nanoröhren kontrollieren. Aus Sicht von NEC bedeutet das einen wichtigen Schritt hin zu einem Transistor, der aus Kohlenstoff-Nanoröhren aufgebaut ist.

Politik, Wissenschaft und Industrie fördern technische Entwicklung gemeinsam. In Dresden soll das neue Forschungszentrum für Nanoelektronische Technologien (CNT) entstehen und die Stadt damit zum deutschen Nanoelektronik-Zentrum befördern. Auch europaweit soll die Dresdner Nanotechnologie-Forschung in Zukunft eine wichtige Rolle spielen - dafür wollen nicht nur Politik und Wissenschaft, sondern auch AMD und Infineon sorgen.

Forschungsverbund "FORCARBON" vermeldet Durchbruch für industrielle Verarbeitung. Der Bayerische Forschungsverbund für Werkstoffe auf der Basis von Kohlenstoff (FORCARBON) will es geschafft haben, lösliche Kohlenstoff-Nanoröhren entwickelt zu haben. Die auch als Carbon-Nanotubes (CNT) bezeichneten ultradünnen Nanoröhren aus Kohlenstoff sollen damit industriell eingesetzt werden können.

80 Millionen Euro für die Entwicklung von Abbildungsmethodiken. Damit Deutschland im Rennen um Nanoelektronik vorne mitspielen kann, will das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Industrie und Forschungsinstitute bei der Entwicklung neuer Abbildungsmethodiken in der Nanoelektronik zusammenführen. Für das Projekt "Abbildungsmethodiken für nanoelektronische Bauelemente" seien in den kommenden vier Jahren insgesamt rund 80 Millionen Euro vorgesehen, so das Ministerium.

Forscher demonstrieren Nanoröhren-Transistor mit 2,6 G. Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Irvine konnten jetzt erstmals einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren demonstrieren, die bei extrem hohen Mikrowellen-Frequenzen arbeiten. Den Forschern zufolge könnten diese in Mobiltelefonen oder Computern eingesetzt werden, um deren Geschwindigkeit deutlich zu steigern, möglicherweise um den Faktor 1.000.

Gemeinsames Forschungszentrum SpinAps gegründet. IBM arbeitet im Bereich "Spintronik" mit der Universität Stanford zusammen. Dazu habe man gemeinsam das IBM-Stanford Spintronic Science and Applications Center (SpinAps) gegründet. Man hofft, mit Hilfe von Nanotechnologie Computerchips grundlegend zu verändern.

Als Erstes sollen Anwendung für Militär und Flugzeugbau marktreif werden. Der in Gibraltar sitzende Hersteller Cool Chips hat nun eine Prototypen-Fabrik in Betrieb genommen, um seine gleichnamige, auf quantenmechanischen Effekten basierende Kühltechnik besser für verschiedene Einsatzzwecke testen zu können. Die bereits im Mai 2002 angekündigte Cool-Chips-Kühlung besteht aus Wafer-dünnen Chips, in denen Elektronen dazu genutzt werden, Hitze mechanikfrei von einer Seite einer Vakuum-Diode zur anderen zu tragen - der Einsatzbereich soll vom Chip bis zum Kühlschrank reichen.

Bislang wird nur infrarotes Licht von den Nanoröhren abgestrahlt. Forscher am Brookhaven National Laboratory, das zum US-Energieministerium gehört, haben zusammen mit Forschern des IBM T.J. Watson Research Center einzelne Kohlenstoff-Nanoröhren zum Leuchten gebracht. Nach Angaben der Forscher hat man damit den bislang kleinsten elektronisch kontrollierbaren Licht-Emitter entwickelt.

Deutschland investiert 200 Millionen Euro von 2005 bis 2009. Im Rahmen der "Innovationsinitiative" der Bundesregierung hat Bundesforschungsministerin Edelgard Bulmahn die nationale Strategie zur Nanotechnologie vorgestellt, die gezielt bestimmte Marktbereiche fördern soll. Der im internationalen Vergleich vorhandene Vorsprung Deutschlands in der Nanotechnologie soll damit weiter ausgebaut werden, erklärte Bulmahn am 9. März 2004 im Haus der Deutschen Wirtschaft in Berlin.

Forscher bauen Leistungshalbleiter mit Nanotechnologie. Forschern des Halbleiter-Herstellers Infineon Technologies AG ist es jetzt zum ersten Mal gelungen, Kohlenstoff-Nanoröhrchen auch für die Herstellung von Leistungshalbleitern zu nutzen. Gezeigt wird ein erster Schalter aus Nanoröhrchen, der Leuchtdioden oder Elektromotoren steuern kann. Die Infineon-Forscher sehen darin einen Druchbruch für die Nanotechnik, ging man bisher doch davon aus, dass sich die Nanoröhren nicht für die hohen Spannungen und Stromstärken in Leistungshalbleitern eignen.

Chip kann Kohlenstoff-Nanoröhren auf ihre Eigenschaften untersuchen. Forschern der Universitäten Berkeley und Stanford haben jetzt einen ersten, funktionierenden integrierten Siliziumschaltkreis entwickelt, der auch Kohlenstoff-Nanoröhren enthält. Die Forscher um Jeffrey Bokor, Professor für Elektrotechnik und Informatik in Berkeley, sehen dies als wichtigen ersten Schritt auf dem Weg zu Nanoelektronik-Produkten.