Erster funktionsfähiger Computer mit Kohlenstoff-Prozessor gebaut

ForschungInnovationKomponentenWorkspace
kohlenstoff-nanoröhren-stanford

Kohlenstoff-Nanoröhren gelten schon länger als möglicher Nachfolger des Mikrochipmaterials Silizium. Forschern der Stanford University ist es nun gelungen, auf diesem Gebiet einen Durchbruch zu erzielen: Sie haben den ersten funktionstüchtigen Rechner mit einem Prozessor auf Kohlenstoffbasis in die Praxis umgesetzt.

kohlenstoff-nanoröhren-stanford
Stanford-Doktorand Max Shulaker neben einem einfachen Kohlenstoff-Nanoröhren-Computer (Bild: Stanford / Norbert von der Groeben).

Ein Forscherteam der Stanford University hat einen funktionsfähigen Computer gebaut, dessen Prozessor auf Kohlenstoff-Nanoröhren anstelle von Silizium basiert. Mangels industrieller Fertigungstechniken ist es nur ein einfacher Rechner mit 178 Transistoren, der beispielsweise Zahlen sortieren und zwischen Funktionen wechseln kann. Die Forscher haben damit aber erstmals die Machbarkeit eines Computerchips mit einem Material bewiesen, das eines Tages Silizium ersetzen könnte.

Kohlenstoff-Nanoröhren (auch CNT oder Carbon Nanotubes) gelten schon länger als Alternative zu bisherigen Transistoren auf Siliziumbasis. Forschungslabore meldeten immer wieder Fortschritte, aber noch keinen grundsätzlichen Durchbruch. Das Material Silizium aber stößt an physikalische Grenzen, nachdem es über Jahrzehnte hinweg gelungen war, die Größe der Chipelemente immer weiter zu reduzieren und damit eine hohe Integrationsdichte zu erreichen.

“Schon länger ist von einer neuen Ära der Kohlenstoff-Nanoröhren-Elektronik die Rede, die Silizium hinter sich lässt”, sagt Stanford-Professor Subhasish Mitra, der das Forschungsteam zusammen mit H.-S. Philip Wong leitete. “Aber jetzt gab es ein paar Vorführungen kompletter digitaler Systeme, die diese spannende Technologie nutzen. Der Beweis ist da.”

Die Forscher berichteten in der Fachzeitschrift Nature über ihren Erfolg. “CNT könnte uns leistungsmäßig um mindestens eine Größenordnung gegenüber dem voranbringen, was von Silizium noch zu erwarten ist”, sagt Wong voraus.

Zu den Schwierigkeiten, die dem ersten funktionsfähigen Kohlenstoff-Mikrochip entgegenstanden, gehörte die nicht immer parallele Ausrichtung der in den Transistoren gebündelten Nanoröhren sowie der Umstand, dass sie nicht ausschließlich halbleitend sind. Den Forschern gelang es aber, durch einen Algorithmus falsch angeordnete Nanoröhren zu erkennen und auszuschließen. Die permanent leitenden Carbon Nanotubes hingegen erhitzten sie und ließen sie so verdampfen.

Durch die Überwindung dieser beiden Hürden machten sie den Weg für die Entwicklung komplexerer Systeme frei. “Das sind die zuerst notwendigen Schritte, um Kohlenstoff-Nanoröhren aus dem Chemielabor in eine echte Umgebung zu bringen”, begrüßte Chipforscher Supratik Guha von IBM den Durchbruch.

[mit Material von Bernd Kling, ZDNet.de]

Anklicken um die Biografie des Autors zu lesen  Anklicken um die Biografie des Autors zu verbergen