Neuer Halbleiter entdeckt - Alternative zu Silizium und Graphen?

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Schweizer Physikern ist es eventuell gelungen eine Alternative zu Silizium und Graphen zu finden. Das Mineral Molybdänit eignet sich als Halbleiter und könnte damit in Konkurrenz zu Silizium und Graphen treten. Insbesondere das geringe Volumen und die geringeren Leckströme von Molybdänit könnten der ausschlaggebende Faktor sein.

Zukunft der Fertigungsmaterialien? Der Halbleiter Molybdänit. Quelle: ETH Lausanne Zukunft der Fertigungsmaterialien? Der Halbleiter Molybdänit. Der fortschreitende Verkleinerungsprozess der Fertigungstechniken von Prozessoren und Chipsätzen verlangt neue Ideen und Materialien. Silizium ist mittlerweile an seiner physikalischen Grenze angelangt. Graphen - eine Modifikation des Kohlenstoffs - war bisher als Alternative gehandelt worden und 2010 wurden die Forscher Geim und Novoselov für ihre Untersuchungen mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Physikern aus der Schweiz rund um die Forschungsgruppe von Andras Kis entdeckten nun, dass sich das ursprünglich als Zusatzstoff in Schmierstoffen und Stahllegierungen verwendete Molybdänit (MoS2) auch als Halbleier eignet. Die Eigenschaften des Minerals lesen sich vielversprechend. So hebt Kis insbesondere das geringe Volumen von Molybdänit hervor: "In einer nur 0,65 nm dünnen Schicht MoS2 können sich die Elektronen ebenso leicht bewegen wie in einer 2 nm dicken Schicht Silizium". Problematische Leckströme könnten mit Molybdänit ebenfalls reduziert werden. Die Leckströme sollen 100.000-fach kleiner sein, als bei geläufigen Silizium-Transistoren. Eine notwendige Bandlücke für das An- und Ausschalten eines Transistors ist bei Molybdänit bereits vorhanden. Graphen hingegen hat den Nachteil, dass eine solche Lücke erst künstlich gebildet werden muss.

An dieser Stelle sei dem User L.B. für seine User-News aus dem PCGHX-Forum gedankt.

Quelle: pro-physik.de

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    • Kommentare (26)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von ruyven_macaran Trockeneisprofi (m/w)
        Iirc gibt es auch GSM und WLan-Transmitter entweder auf Germanium oder Galliumarsenid Basis. Auf 5 GHz noch Daten auf zu modulieren ist für Silizium eben auch kein Kinderspiel und hohe Stromverbräuche sind für ultramobile Anwendungen nicht drin.
      • Von ruyven_macaran Trockeneisprofi (m/w)
        Iirc gibt es auch GSM und WLan-Transmitter entweder auf Germanium oder Galliumarsenid Basis. Auf 5 GHz noch Daten auf zu modulieren ist für Silizium eben auch kein Kinderspiel und hohe Stromverbräuche sind für ultramobile Anwendungen nicht drin.
      • Von exa Volt-Modder(in)
        alles im hohen oder ultrahohen HF Bereich, da gehts nämlich nicht mit Silizium...

        Anwendungen? Kommunikationstechnik im Satellitenbereich zb, oder in Messinstrumenten. Klar, in Consumerelektronik findet man sowas nicht...
      • Von Superwip Lötkolbengott/-göttin
        Zitat
        Galliumarsenid ist gescheitert??? dafür gibt es aber verdammt viele Chips mit diesem Halbleiter
        Dann nenn mir mal aktuelle Serienchips auf Galliumarsenidbasis...
      • Von exa Volt-Modder(in)
        Zitat von Superwip
        Aber abgesehen davon: man hört seid den 1990ern, wenn nicht noch länger, dass das Silizium am Ende ist, wobei im Laufe der Zeit diverseste interressante Alternativen genannt wurden, die aber alle gescheitert sind, etwa Galliumarsenid
        Galliumarsenid ist gescheitert??? dafür gibt es aber verdammt viele Chips mit diesem Halbleiter

        Silizium IST am Ende...

        inzwischen streckt man es, um die Leckströme in den Griff zu bekommen
      • Von FloFerrari Kabelverknoter(in)
        Zitat von 0mega
        Salze sind keine Moleküle?
        Nein Salze sind keine Moleküle. Salze sind Ionenverbindungen, bestehend aus einem Metall und einem Nicht-Metall die in einem Salzgitter vorliegen, Moleküle dagegem sind Verbindungen aus zwei Nicht-Metallen, meist ohne perfekt regelmäßige Strukturen zwischen den Molekülen an sich.
        Ach ja könnte mir vorstellen, dass die Verwendung von Molybdänit in der Halbleiterindustrie nicht ganz einfach wird. Molybdänit ist sowohl schwer zu schmelzen und zudem nicht besonders gut in Säuren löslich; damit wirds mit den Fertigungsschritten der momentanen Halbleiterindustrie schwierig werden, dass Material zu verarbeiten.
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