Nächster Schritt zum Nanoprozessor
IBM-Forschern ist es gelungen, einen kompletten elektronischen Schaltkreis auf einem einzigen Molekül unterzubringen. Der Schaltkreis, auf einer Kohlenstoff-Nanoröhre gebaut, misst ein Fünftel eines menschlichen Haares.
Das sei insofern beachtlich, als dabei bereits gebräuchliche Techniken für den Bau von Halbleitern eingesetzt wurden und ein einziges Molekül verwendet wurde, so IBM. Der Schaltkreis selbst ist nur unter einem Elektronenmikroskop sichtbar.
Bisher hätten sich die Forscher vor allem darauf konzentriert, einzelne Kohlenstoff-Nanoröhren-Transistoren zu optimieren, so einer der IBM-Entwickler.
Kleinere und schnellere Bausteine
Der nun aufgestellte "Proof of Concept" ermögliche es, das Potenzial von Kohlenstoff-Nanoröhren in kompletten Schaltkreisen zu erforschen.
Das könnte den Bau von immer kleineren und auch schnelleren Bausteinen für Computer vorantreiben, da die Kohlenstoff-Nanoröhren einige Vorteile gegenüber den derzeitig in Gebrauch befindlichen Silizium-Halbleitern bieten.
Mit optischer Lithografie schafften es Forscher von IBM vor kurzem auch, aus konventionellen Chip-Herstellungsmethoden noch mehr herauszuholen.
Strohhalm aus Kohlenatomen
Eine Kohlenstoff-Nanoröhre ähnelt einem aus Kohlenstoffatomen gebauten Strohhalm. Sie können sehr klein sein, bis zu 50.000 Mal dünner als ein menschliches Haar.
An so eine Nanoröhre brachten die Forscher Standarddrähte an, die wie Zähne eines Kammes abstehen. Damit reichte ein einziges Molekül als Basis für alle Elemente eines Hybrid-Schaltkreises.
Tests für weiteren Einsatz
Das Resultat ist ein Ring-Oszillator, mit dem man typischerweise die Leistung eines Transistors misst. Forscher testen damit, wie gut sich neue Technologie für den Bau ganzer Chips eignet.
Die derzeitige Spitzengeschwindigkeit liegt bei 50 MHz, was immer noch langsamer als derzeitige Silizium-Chips ist, aber laut IBM fast eine Millionen Mal schneller als alles, was bisher mit Nanoröhren probiert wurde.
IBM war auch an der Entwicklung des Cell-Chips beteiligt, der unter anderem Anwendung in Sonys Spielekonsole PlayStation 3 steckt.
Die Grenzen von Moore's Law
Seit bisher 40 Jahren gilt die Vorhersage von Intel-Mitbegründer Gordon Moore [auch als "Moore's Law" bekannt], dass sich die Zahl der Transistoren auf einem Chip alle zwei Jahre verdoppelt - und damit auch die Leistung.
Doch dieses Gesetz könnte zunehmend an seine Grenzen stoßen. Wissenschaftler warnen, dass bei immer kompakteren Chips [Intel etwa will bis 2007 von der 65-Nanometer- auf die 45-Nanometer-Bausweise umstiegen] auch Probleme wie die Hitzeentwicklung zunehmen könnten.
Vorteile zweier Welten
Ein Hybrid-Prozessor auf Basis der neuen Forschungsergebnisse würde diese Probleme lösen, weil die Elektronen durch die Nanoröhren mit hoher Geschwindigkeit und trotzdem wenig Reibung fließen können. Kohlenstoff-Nanoröhren verbrauchen zudem weniger Energie.
(futurezone | IDG | BBC | CNet)