Schalter aus Atomen

Viel kleinere, effizientere, energiesparendere Computer

Robert Wolkowuniversity-of-alberta-logo, Physikprofessor an der University of Alberta, hat zusammen mit Mitarbeitern des Max-Plank-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg Forschungsergebnisse veröffentlichtmpsd.mpi logo, die zeigen, wie elektrische Schalter von atomarer Dimension hergestellt werden können, viele Male kleiner als die derzeit verwendeten. Elektrische Ströme lassen sich nun auf kleinstem Raum ein- und ausschalten, so dass eine neue Generation von “grüner Elektronik” mit großem Einfluss auf die digitale Wirtschaft entstehen kann. Veröffentlicht am 26.10.2016 in Nature Communications.

robert-wolkow-university-of-alberta-foto-john-ulan-university-of-alberta[note Robert Wolkow, Physikprofessor an der Universität von Alberta und Forschungsreferent des Kanadischen Nationalen Instituts für Nanotechnologie, hat eine Technik entwickelt, um einen einatomigen Kanal zu schaltenFoto © John Ulan]

jacob-a-burgess-foto-mpi-fuer-struktur-und-dynamik-der-materieJacob A. J. Burgess und Sebastian Loth vom ‘MPI für Struktur und Dynamik der Materie’ in Hamburg sind Koautoren des Nature-Forschungsberichts. sebastian-loth-foto-mpsd-cmd-cfel-deLoth leitet in der Abteilung „Dynamik kondensierter Materie“ (Direktor Andrea Cavalleri) eine unabhängige Max-Planck-Forschungsgruppe zum Thema „Dynamik Nanoelektronischer Systeme“. Jacob Burgess ist Postdoktorand in  Loths Gruppe.

Technologische Revolution

Mit Anwendungen für praktische Systeme wie Silizium-Halbleiter-Elektronik bedeutet das “kleinere, effizientere, energiesparendere Computer – nur ein Beispiel für die technologische Revolution, die sich vor unseren Augen entfaltet (wenn man so hart schielen kann)” – wie Science Daily schreibt.

“Dies ist das erste Mal, dass jemand die Umschaltung eines einzelnen Atomkanals beobachtet hat”, erklärt Wolkow. “Sie haben von einem Transistor gehört – einem Schalter für Strom – gut, unsere Schalter sind fast hundertmal kleiner als die kleinsten auf dem Markt heute.” Die heutigen kleinsten Transistoren arbeiten auf der 14-Nanometer-Ebene, die noch Tausende von Atomen darstellt. Wolkow und sein Team an der University of Alberta, NINT und sein Spin-off QSi, haben die Technologie bis herunter auf nur wenige Atome reduziert. Da Computer lediglich eine Ansammlung vieler Ein- und Aus-Schalter darstellen, zeigen die Erkenntnisse nicht nur einen neuen Weg für hocheffizientes Allzweck-Computing, sondern auch zum Quantencomputing.

schweizer-kreuz-aus-atomen-foto-universitaet-basel[note Die Manipulation der Atome hat ein neues Niveau erreicht: Schweizer Physiker konnten schon 2014 20 einzelne Atome auf einer vollisolierten Oberfläche bei Raumtemperatur platzieren, um das kleinste “Schweizer Kreuz” zu bilden – ein großer Schritt in Richtung atomare Speicher der nächsten Generation – Bild © Department Physik der Universität Basel]

Folgt: “Ultra-grüne”, energiesparende Allzweckcomputer