Die wohl ungewöhnlichsten Transistoren der Welt haben niederländische und irische Forscher hergestellt. Sie sind nur so dick wie einige wenige Atome und werden, wie die Tageszeitung, einfach auf eine Unterlage gedruckt. Diese zweidimensionalen Gebilde haben nicht nur herausragende elektronische Eigenschaften. Sie lassen sich auch kostengünstig herstellen, sagen die Forscher der Technischen Universität (TU) Delft und des Amber-Centers, angesiedelt im Trinity College Dublin, das sich auf Materialforschung spezialisiert hat. Atome haben einen Durchmesser im Größenbereich von 0,2 Nanometern – ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter.


Bild: Amber, Trinity College Dublin

Banknoten werden fälschungssicherer

Die hauchdünnen Transistoren könnten beispielsweise für Sensorsysteme genutzt werden, die auf Lebensmitteverpackungen gedruckt werden und warnen, wenn der Inhalt verdorben ist. Er könne auch auf Etiketten von Weinflaschen gedruckt werden, um zu melden, wann die optimale Trinktemperatur erreicht ist. Auf Banknoten könnten sie die Fälschungssicherheit verbessern.

Die irischen Professoren Jonathan Coleman und Georg Duesberg kombinierten zwei Graphen-Blätter – das sind bienenwabenförmige Netze, an deren Eckpunkten einzelne Kohlenstoffatome sitzen –, mit ebenso dünnen Blättern aus Wolfram und Bornitrid. „Wir haben gezeigt, dass sich zweidimensionale leitende, halbleitende und isolierende Materialien in einer komplexen Baugruppe kombinieren lassen“, sagt Coleman. Der Dubliner Professor gehört zu den Forschern, die in einer europäischen Initiative, die mit einer Milliarde Euro gefördert wird, nach Anwendungen für Graphen und ähnlich strukturierte Werkstoffe suchen sollen.


Nano-Transistoren funktionieren gut

Es gibt noch Zweidimensionale elektronische Bauteile sind bereits früher hergestellt worden, allerdings mit klassischen Methoden wie der Materialabscheidung im Vakuum. Drucken ist bei weitem kostengünstiger.

Gemeinsam mit dem Toyota-Forscher Sachin Kinge untersuchte Jannika Lauth von der TU Delft den Elektronentransport in den Transistoren. Daraus lassen sich Rückschlüsse über die Güte der Elektronik ziehen. „Wir nutzten die Terahertz-Spektroskopie, um die Leitfähigkeit des Halbleitermaterials zu ermitteln“, sagt Lauth. „Das ermöglichte es uns, die Proben zu untersuchen ohne sie zu berühren.“ Das Ergebnis: Die Transistoren funktionieren gut, lassen sich aber noch verbessern.

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