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Nanotechnologie: Nanodrähte sind die besseren Transistoren

Klein ist nicht klein genug, wenn es um die Schaltkreise von morgen geht. Als Nachfolger der aktuellen Chip-Technik auf Siliziumbasis konkurrieren optische Elemente, die mit Photonen arbeiten, mit neuartigen Elektronenleitern wie Nanoröhrchen und Nanodrähten. Während Nanoröhrchen aus dem Element Kohlenstoff aufgebaut sind und die Forschung mit immer neuen Probleme und Erfolgen konfrontieren, bestehen Nanodrähte aus extrem dünnen Metallfäden. Und auch sie haben Eigenschaften, die sie herkömmlichen Bauelementen weit überlegen machen.

Ein Forscherteam um Charles Lieber von der Harvard-Universität hat dies am Beispiel von Germaniumdrähten, die mit einem Siliziummantel umgeben sind, nachgewiesen. In ihren Versuchen fungierte der Nanodraht als Transistorschalter: Er durfte nur dann einen elektrischen Strom durchlassen, wenn über einen weiteren Kontakt ein elektrisches Feld wirkte. Die Ausmaße des gesamten Transistors lagen dabei unter 500 Nanometer (milliardstel Meter), der Draht selbst hatte etwa zehn Nanometer Durchmesser.

Die Experimente zeigen, dass Nanodrähte über hervorragende Fähigkeiten für logische Schaltungen verfügen. Im Vergleich zu konventionellen Feldeffekt-Transistoren, wie sie in Computerchips verwendet werden, waren die gemessenen spezifischen Leitfähigkeit sowie der geleitete Stromfluß drei- bis viermal besser. Außerdem schaltete der Nanodrahttransistor deutlich schneller. Damit schneiden Nanodrähte ähnlich gut ab wie Nanoröhrchen. Im Gegensatz zu den Kohlenstoffbauteilen sind die Drähte jedoch einfacher herzustellen und haben eine geringere Qualitätsstreuung.

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