MÜNCHEN (COMPUTERWOCHE) - Dem Halbleiterhersteller Infineon ist es eigenen Angaben zufolge erstmals gelungen, Kohlenstoff-Nanoröhrchen für die Herstellung von Leistungshalbleitern zu nutzen.
Infineon-Forscher aus München zeigten einen Schalter aus Nanoröhrchen, der Leuchtdioden oder Elektromotoren steuern kann. Das gilt als Durchbruch für die Nanotechnik, da Wissenschaftler bisher davon ausgegangen sind, dass sich die winzigen Bauteile in atomaren Größenordnungen nicht für die hohen Spannungen und Stromstärken in Leistungshalbleitern eignen. Mit Leistungshalbleitern aus Kohlenstoff-Nanoröhren sollen sich Stromschalter wesentlich kleiner und preiswerter herstellen lassen als bisher.
Nanoröhrchen sind winzige Schläuche aus Kohlenstoff-Atomen mit einem Durchmesser von einem Millionstel Millimeter. Das Haar eines Menschen ist etwa 100.000 Mal dicker. Transistoren für Computerchips auf Basis von Nanoröhrchen, die Informationen speichern und verarbeiten können, wurden in Forschungslabors bereits gefertigt. Dabei sind jedoch nur kleine elektrische Spannungen und Stromstärken im Spiel.
Bei Leistungstransistoren dagegen, die unter anderem in Elektromotoren, in Lampen oder in Netzteilen genutzt werden, sind Spannung und Stromstärke mehr als tausendfach größer. Sie kommen vor allem in Schaltern zum Einsatz, die darauf ausgelegt sind, Energieverluste zu minimieren oder mechanische Bauteile zu vermeiden. Bisher werden Leistungshalbleiter vor allem aus Silizium gefertigt, was laut Infineon kompliziert und kostspielig ist. Vorteile der neuen Leistungstransistoren sind ein einfacherer Herstellungsprozess, höhere Schaltgeschwindigkeit, geringe Wärmeentwicklung und hohe Stromdichten, denen die dicht gepackten Kohlenstoffröhrchen standhalten.
Der von den Forschern vorgelegte Prototyp besteht aus 300 parallel angeordneten Nanoröhrchen und schaltet bei einer Spannung von 2,5 Volt. Noch befinden sich die Leistungstransistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen im Stadium der Grundlagenforschung. Wann sie in großen Stückzahlen produziert werden können, ist noch nicht bekannt.
Die Forschungen seitens Infineon auf dem Gebiet der Kohlenstoff-Nanoröhrchen werden durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. (lex)