Noch vor drei Jahren gab es den Stoff nur in der Theorie, jetzt haben Forscher das erste elektronische Bauteil aus Silicen konstruiert. Der Feldeffekttransistor, hergestellt von einem Team um Deji Akinwande von der Universität Texas, blieb zwar nur zwei Minuten funktionstüchtig, er zeigt aber schon jetzt die Leistungsfähigkeit des Materials. Silicen besteht wie das bekanntere Graphen aus einer Schicht im Wabenmuster angeordneter Atome – während Graphen aus Kohlenstoff besteht, ist Silicen eine Folie aus elementarem Silizium. Der wichtigste Unterschied: Silicen besitzt eine Bandlücke. Das Material ist ein Halbleiter.

Damit ist es zumindest für elektronische Anwendungen gleich noch mal ein Eckchen wunderbarer als die bisherige Wunderfolie Graphen, die nicht halbleitend ist und deswegen in Sachen Anwendungen nicht so richtig aus den Startlöchern kommt. Zusätzlich vermuten die Forscher, dass sich Silicen zwangloser in bestehende siliziumbasierte Chiptechnik integrieren lässt.

Der große Haken ist allerdings, dass Silicen dafür weitaus unhandlicher ist: Es zerfällt unter Sauerstoffeinwirkung, ein Schicksal, das auch dem Transistor von Akinwande und seinen Kollegen nicht erspart blieb. Außerdem lassen sich die Siliziumschichten nicht einfach von einem Block abschälen, wie das beim Graphen möglich ist – stattdessen entsteht die Folie im Vakuum aus Siliziumdampf.

Entsprechend kompliziert war die Herstellung des neuen Silicen-Transistors: Auf einem Träger aus dem Mineral Glimmer brachten die Forscher eine dünne Silberschicht auf, die als Unterlage für das Silicen diente. Über jenes wiederum kam zur Stabilisierung eine Lage Aluminiumoxid – das entstehende Sandwich drehte Akinwandes Team um und ätzte einen Teil der Silberschicht weg, so dass zwei getrennte Source- und Drain-Elektroden entstanden.

Trotz des stabilisierenden Effekts der Silberschicht machte der Luftsauerstoff dem Silicen schnell den Garaus – allerdings gelang es den Forschern zuvor, die Eigenschaften des Bauteils zu messen. Sie bestätigen theoretische Vorhersagen, sind jedoch konventionellen Transistoren noch deutlich unterlegen: neben der fehlenden Stabilität ein weiteres Hindernis für das neue Material. Trotzdem sehen viele Experten darin einen bemerkenswerten Erfolg – und ein Zeichen dafür, wie schnell die Ergebnisse reiner Grundlagenforschung für die Praxis relevant werden.