Fortschritte bei Nano-Elektronik

Fortschritte bei Nano-Elektronik

14. September 2007 - IBM Research hat Wege gefunden, um einzelne Atome zur Datenspeicherung und Moleküle als elektrische Schaltungen zu verwenden.
Artikel erschienen in IT Magazine 2007/16

IBM hat Ende August auf zwei Gebieten Fortschritte bei der Entwicklung von Nano-Bauteilen für Computer vermelden können.


Forscher vom IBM-Forschungslabor Rüschlikon konnten in Zusammenarbeit mit der Universität Regensburg Moleküle präsentieren, die sich ohne Veränderung in der äusseren Form oder Position schalten lassen. Damit ist es erstmals möglich, mehrere Moleküle als Schalter einzusetzen und miteinander zu koppeln. Dies gelang bislang nicht, da Schaltungen von Molekülen auf so starken Verformungen derselben basierten, dass eine Verbindung mit anderen Elementen nicht möglich war. Somit steht nun die Türe zu molekularen Transistoren oder Dioden offen


Zum Einsatz kommen Naphthalocyanin-Moleküle (ein organischer Farbstoff), die ringförmig sind und im Innern des Rings über zwei Wasserstoffatome verfügen. Verändert man die Position der Wasserstoffatome durch kleinste Stromstösse, verschieben sich die Wasserstoffatome und sorgen für eine Änderung der Leitfähigkeit des Moleküls – es schaltet. Dabei wird die Aussenhülle des Moleküls nicht verändert, was für die Verbindung der Moleküle wichtig ist.


Forschern von IBM Almaden Research ist es dagegen gelungen, die magnetische Anisotropie von einzelnen Atomen zu messen. Diese legt fest, ob ein Atom eine spezifische magnetische Orientierung (0 oder 1) halten kann und damit zur Speicherung von Daten taugt. Zum Einsatz kam ein Scanning-Tunneling-Mikroskop, mit dem Eisen­atome manipuliert und auf einer präparierten Kupferschicht präzise positioniert werden können. Dann wurde die Orientierung und Stärke der magnetischen Anisotropie der Atome ausgelesen.


Die Forscher hoffen, mit dieser Technologie kleine Cluster aus mehreren Atomen bauen oder sogar einzelne Atome verwenden zu können, um Informationen zu speichern. So liessen sich dereinst bis zu 30’000 Spielfilme auf einem Gerät in der Grösse eines iPods speichern.

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