Graphen: Supraleitender, persistenter Transistor am MIT entdeckt
Forschern des MIT ist es gelungen, einen supraleitenden Transistor aus Graphen zu fertigen, der seinen Zustand dauerhaft ohne Energieverlust beibehalten kann. Diese Eigenschaft wird mit Neuronen verglichen, doch auch aktuelle MOSFET-Transistoren sind von dieser Funktionsweise nicht weit entfernt.
Schon seit vielen Jahren wird an den Möglichkeiten von Graphen geforscht, und immer wieder berichten Wissenschaftler von Durchbrüchen im Zusammenhang mit der zweidimensionalen Kohlenstoff-Struktur. Ein ebensolcher ist nun offenbar Forschern des MITs gelungen: Dort wurde angeblich ein Weg entdeckt, um die Supraleitung von Graphen an- und auszuschalten. Dadurch soll das Material wahlweise als ideale Leitung oder als Isolator fungieren.
Ein Schalter aus Graphen
Grundlage für die Entdeckung war dabei ein geschichteter Aufbau aus 2D-Materialien. Im Zentrum befinden sich zwei um 1,1° zueinander verkippte Graphen-Schichten. Oben und unten werden diese durch je eine Schicht aus Bornitrid abgedeckt, wobei die obere Schicht nicht und die untere Schicht um 30° rotiert wurde.
Durch ein elektrisches Feld gelang es den Forschern, diese Struktur zwischen nicht- und supraleitend umzuschalten. Neu ist dabei, dass dieses elektrische Feld nicht dauerhaft anliegen muss: Die Struktur behält ihren Status weiterhin bei. Eine genaue Erklärung für dieses Verhalten gibt es dabei bislang nicht, doch in jedem Fall könnte die Eigenschaft nützlich sein. Die Forscher ziehen hier den Vergleich zu einem Neuron und sehen ihre Entdeckung als Schritt auf dem Weg zur Entwicklung neuronaler Rechensysteme.
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Inwiefern die Entdeckung dafür tatsächlich relevant sein wird, bleibt abzuwarten. Denn zumindest auf den ersten Blick erscheint weniger ein Neuron, als ein moderner Transistor als Gegenstück zu der Graphen-Konstruktion. Dort wird zwar dauerhaft ein elektrisches Feld zum Schalten benötigt, dieses wird aber durch eine darüber liegende Kondensatorplatte und damit ohne nennenswerten Energieverlust erzeugt. Wie bei der Graphen-Struktur wird Energie damit (fast) nur zum Umschalten des Zustands benötigt.
Interessant dürften dafür die Leitungseigenschaften sein, schließlich ist ein moderner Transistor weit von der Bezeichnung "supraleitend" entfernt. Eine Graphen-Struktur mit wesentlich besserer Leitfähigkeit, höherer Schaltgeschwindigkeit oder niedrigerer Schaltschwelle könnte hier in Zukunft tatsächlich viel Potenzial bieten. Bis es so weit ist, dürfte es aber wohl noch lange dauern.
Ich bin gespannt wie sich das weiterentwickelt.
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Der Hersteller könnte natürlich auch mehr Geräte an den Mann bringen, wenn der Gerätepreis sinken würde.
Und spätestens wenn davon Gebrauchtgeräte auf dem Markt sind, zahlt sichs für die Praxen, Krankenhäuser und vor allem für die Patienten aus.