Der Graphen-Turbo

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Graphen ist die Chilisauce der Elektronik. Man gibt es dazu, und alles wird einfach besser. Von Wunder-Transistoren aus der hauchdünnen Kohlenstoffvariante wurde schon vielfach berichtet. Jetzt verspricht Graphen auf Kupfer-Leiterbahnen einen Geschwindigkeitsschub um 30 Prozent.

Kleiner und schneller – so sieht die elektronische Zukunft aus. Um die Dynamik von Moores Gesetz weiterhin aufrechtzuerhalten, arbeitet die Chip-Industrie mittlerweile mit einer Menge Tricks. Unter anderem sollen neue Materialien dem „lahmen“ Silizium Beine machen. Dabei taucht regelmäßig Graphen als Heilsbringer auf. Als Material für Transistoren ist es weltweit schon länger in unzähligen Labors zuhause.

Jetzt verspricht ein Team unter der Leitung der Stanford University mit Graphen Computer-Chips auf sehr einfache Weise deutlich schneller zu machen. Als Schutzschicht auf den Kupfer-Leiterbahnen im Inneren eines Chips soll es die Datenverarbeitung um bis zu 30 Prozent schneller machen.

Leiterbahnen-Diät

Aktuell kommt dafür Tantalnitrid zum Einsatz. Doch Graphen scheint hier deutlich überlegen. Zum einen ist es achtmal dünner als die dünnste Tantalnitridvariante. Zum anderen und viel wichtiger ist aber, dass die Schutzschicht um die Kupferdrähte eine andere Funktion hat, als bei herkömmlichen Stromkabeln.

Neben dem Schutz der Siliziumtransistoren vor eindringenden Kupferatomen leitet die Schutzschicht Strom. Und Graphen ist bekanntlich ein hervorragender Stromleiter. So spielt es im Chip eine Doppelrolle: es trennt Kupfer und Silizium und unterstützt zugleich den Kupferdraht bei der Datenübertragung zwischen den Transistoren. Und das, um so besser, je kleiner die Chips sind.

In aktuellen Chips rasen Elektronen durch den Hilfsleiter-Effekt nur vier bis 17 Prozent schneller durch die Drähte. In zukünftigen Generationen soll der Geschwindigkeitsvorteil dann bis zu 30 Prozent erreichen. Vor einer breiten Nutzung des „atomdünnen“ Ansatzes wird allerdings noch mehr als eine Hürde zu bewältigen sein.

Pressemeldung der Stanford University

 

Graphen Copper wires

Using graphene to wrap copper wires, could allow transistors to exchange data faster than is currently possible.