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Chips besser auf Kohlenstoffbasis

Forscher haben auf der Grundlage von Graphen einen neuartigen Halbleiterchip entwickelt. Der neue Verbundstoff zeigt im leitenden Zustand eine zehnmal so hohe Elektronenmobilität wie Silizium.

Auf der Suche nach einem Nachfolger für Siliziumhalbleiter in der Elektronik hat eine Forschungsgruppe um Walter de Heer an der technischen Hochschule Georgia Institute of Technology in Atlanta sowie an der Tianjin-Universität in China einen Chip aus einem Graphen-Verbund hergestellt. Graphen ist eine Kohlenstoffmodifikation mit einem zweidimensionalen Kristallgitter. Das neuartige Halbleitermaterial zeigte in ersten Versuchen eine wesentlich höhere Elektronenbeweglichkeit und gleichzeitig eine geringere Wärmeentwicklung als Silizium. Zudem lassen sich Graphenbauteile aufgrund der Kristallstruktur aus einlagigen Atomschichten aufbauen.

Die Forscher haben mit dünnen Siliziumcarbid-Wafern (SiC) experimentiert. Im Ofen bei hohen Temperaturen in einer Edelgasatmosphäre gelang es, dass sich Kohlenstoffatome aus einer Platte lösten und sich im Zuge eines sogenannten epitaktischen Wachstums als einlagige Graphenschicht auf einer weiteren SiC-Scheibe absetzten. In dieser Ausprägung zeigte das Graphen dann Halbleitereigenschaften.