Effizienter Quantentransistor: MIT erreicht mehr als mit Silizium möglich ist
Das MIT hat mithilfe von Galliumantimonid und Indiumarsenid einen Transistor gefertigt, der besser schaltet, als es mit Silizium möglich ist. Gesponsert wird die Forschung dabei von Intel.
Während Transistoren vor 20 Jahren einfach immer weiter verkleinert werden konnten, um ihre Eigenschaften zu verbessern, ist das inzwischen längst nicht mehr möglich. Foundries verlassen sich deshalb derzeit auf komplexere Bauformen wie FinFET- und GAA-Transistoren sowie den Einsatz anderer Materialien, um die Dichte und Effizienz irgendwie weiter zu erhöhen. Die Zukunftspläne für Silizium-Transistoren reichen dabei noch über viele Jahre, doch gleichzeitig wird auch am Einsatz anderer Halbleiter geforscht.
Transistor ohne Silizium
Ebendiese könnten die technischen Limitierungen, mit denen Siliziumtransistoren zu kämpfen haben, aufweichen. Dass das möglich ist, zeigt dabei derzeit das MIT: In einem auf Nature veröffentlichten Paper wird ein Transistor auf Basis von Galliumantimonid und Indiumarsenid beschrieben, der schon jetzt bessere Schaltflanken haben soll, als es mit Silizium überhaupt möglich wäre. Sprich: Pro Spannung wird besonders viel Strom geleitet.
Möglich wird das laut den Forschern durch einen Quanteneffekt - das Tunneln. Dadurch können Elektronen Atombarrieren überwinden. Eine Ausprägung dieses Effekts kommt beispielsweise schon heute in NAND-Speicher zum Einsatz. In Zukunft könnte er aber auch im Leitungskanal von Transistoren genutzt werden. Neben den steilen Schaltflanken soll das auch niedrige Schaltspannungen und damit eine höhere Effizienz ermöglichen. Der im Paper genannte Betriebspunkt liegt dabei bei nur 0,3 Volt.
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Der konkret vom MIT gefertigte Transistor soll aus einer vertikalen Nanowire-Struktur mit 6 nm Durchmesser bestehen. Durch die kompakte Bauform wird dabei angeblich gleichzeitig der Bewegungsraum der Elektronen eingeschränkt und damit der Stromfluss verstärkt. Wie üblich ist eine Massenfertigung derzeit aber noch nicht möglich. Diesbezüglich will das MIT aber weiter forschen und unter anderem auch weitere 3D-Strukturen untersuchen. Sollte das Forschungsprojekt hier weitere Ergebnisse erzielen, dürfte ein Unternehmen dabei besonders an einem Einsatz interessiert sein - ein Teil der Forschungsgelder stammt von Intel.
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Das passt garnicht zu Intel
Gesponsert wird die Forschung dabei von Intel