2D-Drähte machen Computer-Bauteile unsichtbar

Verfasst von Kempkens/pte am 07.12.2017 - 09:17

Elektronische und optische Bauteile lassen sich so klein herstellen, dass sie unsichtbar werden, wie Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) berichten. Die nächste Computer-Revolution beruht auf der Entwicklung von langgestreckten Halbleitern, die quasi zweidimensional sind. Sie sind nur wenige Atome dick, ähnlich wie Graphen. Das allerdings ist ein flächiges Material, bestehend aus Kohlenstoffatomen, die bienenwabenförmig angeordnet sind.

Die Herstellung der Sub-Nanodrähte basiert auf einer Technik, die Forscher an der King Abdullah University in Saudi-Arabien entwickelt haben. Sie verbanden Molybdän-Disulfid und Wismut-Diselenid miteinander. Beides sind Halbleiter, also Basismaterialien für elektronische Anwendungen. Forschern der Cornell University gelang es dann, Drähte aus Molybdän-Disulfid zu ziehen, die nur wenige Atomlagen dick sind. Durchdrungen sind sie von Kanälen aus Wismut-Diselenid. Jetzt haben die bisher beteiligten Forscher gemeinsam mit Kollegen aus Taiwan und Texas ein Computermodell des Materials entwickelt.

"Die Herstellung von zweidimensionalen Drähten bleibt eine Herausforderung", stellt MIT-Professor Markus Buehler fest. "Die Entdeckung von Mechanismen, mit denen Werkstoffe mit den gewünschten Eigenschaften komponiert werden können, ist der Schlüssel für neuartige Anwendungen." Gang Seob Jung vom MIT, der zur Forschergruppe gehört, denkt dabei an elektronische Bauteile, aber auch an effektive Solarzellen und Geräte zur Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff mithilfe von Sonnenlicht. "Die meisten Vorgänge spielen sich an Oberflächen ab", sagt Jung. "Wenn man nicht eine Oberfläche hat, sondern unzählige auf Nanodrähten, kann sich die Effektivität erhöhen."

Kandidaten für künftige Elektronik

"Zweidimensionale Materialien sind die vielversprechendsten Kandidaten für die Elektronik der Zukunft", so Yimo Han von der Cornell University, der ebenfalls zum Team gehört. "Letztlich können sie Silizium mit Strukturen im Nanobereich ablösen." Dabei geht es um Grössen von einigen Millionstel Millimetern. Der Durchmesser von Atomen liegt noch um mindestens eine Grössenordnung darunter.
http://web.mit.edu
http://www.kaust.edu.sa/en
http://cornell.edu