Neues Zentrum für Einzelatom-Elektronik und -Photonik
Bauteile mit atomaren Dimensionen für Kommunikationsnetzwerke der Zukunft.
Das Karlsruher Institut für Technologie und die ETH Zürich forschen künftig gemeinsam an neuartigen integrierten Schaltkreisen für Kommunikationsnetzwerke, die sich durch ihre atomare Dimension und ihre Energieeffizienz auszeichnen. Möglich wird dies durch eine Schenkung der schweizerischen Werner-
Abb.: Aufbau des Ein-Atom-Transistors, der 2004 als weltweit erster Transistor dieser Art von Thomas Schimmel und seinem Team entwickelt wurde. (Bild: T. Schimmel, KIT)
Die Menge an Daten, die weltweit über Kommunikationsnetzwerke ausgetauscht wird, steigt immer weiter an. Das bedeutet auch, dass sämtliche Netzwerkkomponenten immer effizienter werden müssen. Zu diesen Komponenten gehören Modulatoren, welche die Information, die zunächst in elektrischer Form vorliegt, in optische Signale umwandeln. In Rechenzentren werden solche Modulatoren zu Tausenden verbaut. Diese haben allerdings noch immer den Nachteil, dass sie einige Zentimeter Länge aufweisen und in großer Zahl eingesetzt viel Platz brauchen.
Die Forscher des KIT und der ETH Zürich wollen deshalb neuartige integrierte Schaltkreise entwickeln und erforschen, deren Bauteile auf dem Niveau von einzelnen Atomen arbeiten, sich aber zugleich in die bestehende industrielle CMOS-
„Wir wollen am neuen Zentrum einen innovativen Forschungsansatz weiterverfolgen, welcher auf unseren neuesten Forschungsresultaten beruht. Die Resultate zeigen, dass Bauteile mit atomaren Dimensionen nicht nur zuverlässig funktionieren, sondern auch energieeffizienter sind“, sagt Koordinator Jürg Leuthold von der ETH. „Mit dem neuen Zentrum haben wir nun das Werkzeug an der Hand, die Grundlagenforschung zu einatomaren Schaltelementen in industrielle Prototypen und marktfähige Produkte umzusetzen“, freut sich Thomas Schimmel vom KIT, der im Jahre 2004 den weltweit ersten Ein-
Die Forscher wollen nun im nächsten Schritt die neuen Bausteine für Logik und Speicher basierend auf den ersten Prototypen weiterentwickeln. In einem zweiten Schritt werden erste einfache Chips einer neuen Generation von Bauteilen auf atomarer Skala entwickelt. Dabei rechnen die Wissenschaftler mit einer Größenreduktion um den Faktor 100 bis 1000 und einer Energieeinsparung im selben Bereich gegenüber heutigen Metall-
KIT / RK
