Etwa alle zwei Jahre verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren auf einem Computerchip. Diese Beobachtung und Voraussage des Computerpioniers Gordon Moore wird oft auch als das "Moore’sche Gesetz" bezeichnet. Doch die Hardwarehersteller tun sich zunehmend schwer, damit Schritt zu halten.

Denn das stetige Wachstum setzt voraus, dass Transistoren immer kleiner werden. Mittlerweile sind die Hersteller im einstelligen Nanometerbereich angekommen und stoßen immer wieder auf erhebliche Schwierigkeiten, die Fertigung weiter zu verbessern. Doch es gibt Hoffnung. Graphen, das "Wundermaterial", das seinem Hype bisher nicht ganz gerecht geworden ist, könnten Computer in Zukunft massiv flotter machen.

Knickstellen als Geheimnis

Das legen Forschungsergebnisse der University of Sussex nahe. Dort hat man herausgefunden, dass es möglich ist, die Struktur von Graphen so zu verändern, dass es elektrische Eigenschaften erhält, die es als Transistor nutzbar machen.

Im Prinzip erzeugen die Forscher dafür auf mechanischem Wege "Knickstellen" in der Oberfläche des Materials, das nur aus einer Lage an Kohlenstoffatomen besteht. "Es ist ein bisschen wie Nano-Origami", erklärt dazu der Wissenschaftler Alan Dalton. Durch strategische Anordnung dieser Knicke können elektronische Komponenten wie Transistoren oder Logikgatter gebaut werden, jedoch in viel kleinerer Ausführung, als mit Materialien wie Silizium oder Germanium.

Große Zukunft für "Straintronics"

Somit wären bei gleichem Platzverbrauch deutlich mehr davon auf einem Chip unterbringbar, was bessere Performance bringt. Die Forscher sehen eine rosige Zukunft für diese Art von Technologie, die man "Straintronics" nennt.

"In Zukunft wird das unsere Handys und Laptops tausende Male schneller machen", prognostiziert Dalton. Bis das Verfahren allerdings reif für die industrielle Chipherstellung ist, dürften noch einige Jahre ins Land ziehen. (gpi, 16.2.2021)