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Nanotechnologie: Neue Nanoschaltkreise lassen sich komplex verknüpfen

NanoschaltkreisLaden...
Einen programmierbaren Schaltkreis aus Nanodrähten, der als Baustein für Nanoprozessoren dienen könnte, haben Physiker der Harvard University in Cambridge hergestellt [1]: Er vollzieht Grundfunktionen eines Rechners wie Addition und Subtraktion. Zwar wurden schon zuvor Schaltkreise aus Halbleiternanodrähten oder Kohlenstoffnanoröhrchen hergestellt. Anders als diese lasse sich der neue Nanoschaltkreis jedoch mit anderen seiner Art zu komplexeren Strukturen zusammenschalten, so dass sich ein multifunktionaler Nanoprozessor damit aufbauen lasse, so die Forscher um Charles Lieber.

Dies sei möglich, da das Ausgangssignal stark genug sei, um als Eingangssignal für einen weiteren Nanoschaltkreis zu dienen. Auf diese Weise könnte eine ganze Kaskade der winzigen Bauelemente zu einem Prozessor zusammengeschaltet werden, der Daten in mehreren Stufen verarbeitet. Den Grundbaustein des Schaltkreises bildeten Nanodrähte mit einem zehn Nanometer dicken Kern aus Germanium und einer zwei Nanometer dicken Schale aus Silizium. Aus je einem solchen Nanodraht bauten die Physiker eine winzige Schaltung, die sich zwischen einem inaktiven und einem aktiven Zustand hin- und herschalten lässt.

Der Nanoschaltkreis bestand insgesamt aus 460 dieser programmierbaren Nanodrähte, die mit Verbindungsdrähten zu einem Netzwerk verknüpft wurden, das eine Fläche von 960 Quadratmikrometern einnimmt. Je nachdem, wie die Forscher die einzelnen Drähte einstellten, konnten sie den Schaltkreis als Addierer, Subtrahierer oder Multiplexer verwenden. Die Programmierung des Schaltkreises lässt sich dabei jeweils verändern. Angewendet werden könnte er beispielsweise in einem so genannten Nano-Controller, der winzige eingebettete elektronische Systeme – etwa in der Medizintechnik – steuert, hoffen die Forscher.

Einen weiteren Fortschritt in der Herstellung von computertauglichen Schaltkreisen, die aus Komponenten in Nanogröße bestehen, melden japanische und finnische Wissenschaftler um Dong-ming Sun von der Universität Nagoya [2]. Sie haben integrierte Schaltungen aus Kohlenstoffnanoröhrchen auf einer flexiblen Kunststoffunterlage erzeugt. Ihre Technik sei prinzipiell auch nutzbar für schnelles und billiges Drucken von Schaltkreisen aus Kohlenstoffnanoröhrchen. (cm)
6. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 6. KW 2011

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  • Quellen
[1] Nature 10.1038/nature09749, 2011
[2] Nature Nanotech. 10.1038/NNANO.2011.1, 2011

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