Neues Material für Computerchips: Forschung verheißt hohe Leistung bei geringem Energieverbrauch
Forscher aus Minnesota haben es zustande gebracht, eine dünne Schicht aus einem topologischem Halbmetall zu synthetisieren. Damit versprechen sie sich einen Anstieg der Rechenleistung bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch für elektronische Geräte. Künftig könnte dieses Material auch für PC-Komponenten interessant werden.
Der Energieverbrauch bei elektronischen Geräten ist wie so häufig der Streitpunkt schlechthin. Vor allem bei PC-Komponenten wie Grafikkarten soll es immer möglichst energieeffizient zur Sache gehen. Ein Meilenstein in diesem Bereich könnte nun Forschern der Universität in Minnesota gelungen sein. Diese haben einem Bericht des College of Science and Engineering zufolge, in dem deren Forschungsarbeit aufgegriffen wurde, erstmals eine dünne Schicht aus einem einzigartigen topologischem Halbmetall synthetisieren können. Dieses Material soll das Potenzial beherbergen, den Weg für mehr Rechenleistung zu ebnen, dafür aber den Energieverbrauch niedrig zu halten.
Neues Material könnte Chips und Co. revolutionieren
Die Elektronen in diesem Material sollen sich in ihrem Verhalten unterscheiden und dem Material so einzigartige Eigenschaften verleihen, die typische Isolatoren und Metalle, die in elektronischen Geräten verwendet werden, nicht haben. Aus diesem Grund werde der Einsatz in spintronischen Geräten untersucht, einer Alternative zu herkömmlichen Halbleitergeräten, die den Spin von Elektronen statt der elektrischen Ladung nutzen, um Daten zu speichern und Informationen zu verarbeiten.
Dazu erklärt einer der Forscher: "Wir suchen nach Möglichkeiten, die Lebensdauer unserer Elektrogeräte zu verlängern und gleichzeitig den Energieverbrauch zu senken, und wir versuchen, dies auf moderne, unkonventionelle Weise zu erreichen." Der Herstellungsprozess von solchen dünnen Schichten dieses topologischen Halbmetalls soll überdies industriekompatibel sein, was bedeutet, dass sie leichter übernommen und in handelsüblichen Geräten verwendet werden könnten.
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Drei der an der Arbeit beteiligten Forscher sollen bereits seit mehr als zehn Jahren gemeinsam an topologischen Materialien tüfteln, die für elektronische Geräte und Systeme der nächsten Generation geeignet seien. Diese kommen nun einmal mit einem gewissen Energieverbrauch daher, der bei einigen Geräten geringer, bei anderen deutlich höher ausfällt.
"Die Frage ist, wie können wir diesen Energieverbrauch minimieren? Diese Forschung ist ein Schritt in diese Richtung. Wir entwickeln eine neue Materialklasse mit ähnlicher oder oft besserer Leistung, verbrauchen aber viel weniger Energie", macht einer der Forscher noch einmal zusammenfassend deutlich. Weiterführende Informationen zu dem Thema können Sie im Bericht vom College of Science and Engineering nachlesen oder aber in der Forschungsarbeit selbst, die bei Nature.com veröffentlicht worden ist.
Quelle: Nature via College of Science and Egineering
