Drähte für molekularer Computer

Foto: Eine Illustration von molekularen Schaltkreisen

In ihrem Streben nach immer schnelleren und effizienteren Prozessoren stoßen die Hersteller von Computerchips mittlerweile an physikalische Grenzen der Miniaturisierung. Die kleinsten Transistoren im Nanometerbereich (ein Nanometer entspricht ein Milliardstel Meter) in aktuellen Mikroprozessoren können mit konventionellen Techniken mittels sogenannten top-down Prozessen nicht weiter verkleinert werden. Die Halbleiterindustrie ist gezwungen, mehr Transistoren in jedem Chip zu integrieren und diesen mit einer höheren Taktfrequenz zu betreiben. Beides führt jedoch zu steigendem Energieverbrauch und erhöhter Abwärmeerzeugung.

Im Gegensatz zu den bereits seit längerem erforschten Quantenrechnern beziehungsweise optischen Computern, bieten Molekül-basierte Prozessoren den großen Vorteil einer leichteren Implementierung in bereits existierende Technologien und stellen eine vielversprechende Option für künftige Generationen an Computerchips dar. Hierzu bedarf es jedoch der Entwicklung einer kommerziell nutzbaren Plattform.

Eine Gruppe organischer Synthetiker um Professor Stefan Hecht vom Institut für Chemie der Humboldt-Universität zu Berlin spielt bei dem Projekt eine wichtige Rolle, da sie die molekularen Bausteine zur Herstellung einzelner molekularer Drähte maßschneidert. Diese winzigen Nanodrähte werden dann in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Physiker Leonhard Grill am Fritz-Haber-Institut hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit – der wichtigsten Eigenschaft im Hinblick auf Anwendungen der Molekularen Elektronik – untersucht.

Anschließend sollen diese molekularen Drähte auf andere Oberflächen übertragen werden, die in Zukunft mit vorgefertigten Schaltkreisen versehen sein könnten. „Grundlage der Arbeiten ist die von unseren beiden Arbeitsgruppe gemeinsam entwickelte Methode, Polymere direkt auf Oberflächen herzustellen, die nun genutzt werden soll, um erste logische Bauelemente aus den maßgeschneiderten Molekülbausteinen zusammenzusetzen“, so Hecht.


COMPAMED.de; Quelle: Humboldt-Universität zu Berlin