Nanochips, die Technik der Zukunft

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Quelle: © by Yoshi45000 / pixelio.de

Die Entwicklung von Nanochips: Die Verkleinerung der Strukturen von Mikrochips ist das Ziel der Chiphersteller. Um es zu erreichen, wird geforscht um Chips im Nanobereich zu entwickeln. Die Chips sollen dabei ein Millionstel eines Millimeters groß werden. Das entspricht etwa dem Vergleich eines Fußballs mit der Erde. Der Fußball ist der Nanometer mit einem Faktor von 10 hoch -9 und die Erde ist ein Millimeter. Heute gibt es elektronische Bauteile, die in einem Bereich von 100 Nanometer (Nm) liegen. Auf einen dieser Chips passen mehr als 50 Millionen Transistoren. Der Chip ist dabei so groß wie eine Ein-Cent-Münze. In der Forschung werden Größenordnung von 10 Nanometern erreicht. Um aber erfolgreich im Nanobereich Halbleiterbauteile herzustellen, muss verstanden werden, was für physikalische Gesetze gelten. Bei dieser Größenordnung treten neue Effekte auf, die noch nicht erforscht sind. Daraus entwickeln die Forscher das Ziel, diese Effekte für die Technik nutzbar zu machen. Gedacht wird an Mikrochips, die weniger Energie verbrauchen und schneller schalten.

Nanochips brauchen eine neue Technik.

In den letzten Jahrzehnten wurden die Strukturen der Mikroelektronik immer kleiner. Dieser Trend geht in der Zukunft weiter. Es werden immer kleinere Bauteile höhere Leistungen erreichen. Das verändert auch die Entwicklung und Herstellung. Die Strukturen werden kleiner als eine Lichtwellenlänge sein und da hilft auch das Lichtmikroskop in Produktion und Qualitätstestung nicht mehr. Spezielle neue Elektronenmikroskope, die beispielsweise einzelne Transistoren erkennen können und deren Stromleistung messen, werden schon produziert.

Nanoröhren anstelle von Siliziumchips.

In den USA gelang es Computer-Ingenieuren eine neue Art Nanochips herzustellen. Es wurde an der Stanford Universität in Kalifornien ein Computer aus Kohlenstoff-Nanoröhren hergestellt. Bisher wurden die Mikrochips überwiegend aus Silizium hergestellt. Die Kohlenstoff-Nanoröhren sollen mehr Leistung erbringen und weniger Platz brauchen. Für diese Leistungssteigerungen sind Siliziumchips ungeeignet. Nanoröhren sind wie Zylinder gebaut, die aus einer Lage Kohlenstoffatomen bestehen. Sie sind die besten bekannten Wärmeleiter. Daher sind Kohlenstofftransistoren in der Lage höhere Spannungen und Temperaturen auszuhalten. Den Wissenschaftlern in Kalifornien gelang es mit ihrem Kohlenstoff-Rechner 20 Standardbefehle ohne Fehler auszuführen. Der Rechner besteht dabei aus 178 Transistoren, die aus jeweils 10 bis 200 Nanoröhren bestehen. Der Computer rechnet mit einem Bit, im Gegensatz zu heutigen Computer, die 64 Bit verarbeiten können.

Zukunftsaussichten für die Nanotechnologie

Inwiefern diese neue Technik für uns tatsächlich im Alltag relevant werden wird steht natürlich noch in den Sternen, die ersten Test beweisen allerdings, dass das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht ist in der Erforschung neuer Methoden Prozessoren, Chips, etc. zu konstruieren.

Wir sind sehr gespannt wo die Reise hingehen wird. Wer sich weitergehend für das Thema interessiert dem seien die Infoseiten der verschiedenen Firmen im Bereich Nanotechnologie (Beispiel) ans Herz gelegt. Hier kann man mehr über die Technik und Forschung lesen.