2D-Materialien wie Graphen oder Molybdänsulfid gelten als Zukunft für Computerchips. Eine Studie der TU Wien zeigt allerdings: Manche dieser propagierten Materialien sind ungeeignet, wegen eines unterschätzten Effekts. Es gäbe aber Auswege.

Forschende der Penn State University in den USA haben erstmals einen vollständigen CMOS-Computer entwickelt, der rein aus 2D-Materialien besteht und einfache Rechenoperationen durchführen kann.

Forschende aus China haben einen funktionsfähigen 2D-RISC-V-Prozessor aus Molybdändisulfid entwickelt, der 5.931 Transistoren auf gerade einmal drei Atomlagen vereint.

Mit dem ersten siliziumfreien Transistor bahnt sich in der Halbleitertechnologie ein Wendepunkt an. Ein nahezu widerstandsfreier Elektronenfluss dürfte Energieeffizienzrekorde und Leistungsbarrieren aufheben — ohne die Notwendigkeit für hochreinen Quarz. Das hört sich doch nach einem echten Neuaufbruch an.

Am MIT hat ein Forscherteam ein interessantes Stapelverfahren entworfen, das die Zahl der Transistoren auf Chips exponentiell erhöhen könnte. Auf Basis dieser Methode ließe sich unter anderem effizientere KI-Hardware entwickeln.

Computerchips aus Silizium haben uns mehr als ein halbes Jahrhundert lang gute Dienste geleistet. Die kleinsten Merkmale der aktuell fortgeschrittensten Chips sind etwa 3 nm groß – eine verblüffend geringe Größe, wenn man bedenkt, dass ein menschliches Haar etwa 80.000 nm breit ist.

Wissenschaftler des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) zeigen im Rahmen ihrer Studie aus Mai 2024, dass kleine Veränderungen des Isotopengehalts von dünnen Halbleitermaterialien die optischen und elektronischen Eigenschaften beeinflussen können. Das könnte sich auf der Suche nach neuen und fortgeschrittenen Halbleiterdesigns auszahlen.

Ein Forscherteam des Center for Van der Waals Quantum Solids am Institute for Basic Science stellt Prognosen zur Halbleitertechnologie der nächsten Generation in den Schatten. Es nutzt ein 1D-Metall mit einer Breite von nur 0,4 nm als Gate-Elektrode, um Einschränkungen des herkömmlichen Lithografieverfahrens zu überwinden.

Zink-Luft-Batterien, die kleiner als ein Sandkorn sind, könnten winzigen Robotern helfen, ihre Umgebung zu erkennen und darauf zu reagieren.

Moores Gesetz besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Die Umsetzung dieser Prognose von Gordon Moore erfordert in der heutigen Zeit zunehmend die Entdeckung und Entwicklung neuer Materialien. Unter anderem haben sich Forscher in China dieser Aufgabe angenommen.