Y-Schalter und Quantendrähte für die Nanoelektronik

Durch die rasante Entwicklung der Mikroelektronik hin zur Nanoelektronik werden bald physikalische, technologische und ökonomische Grenzen erreicht. Daher wird weltweit intensiv an neuen Technologien und Bauelementen der Nanoelektronik gearbeitet. Es gilt, neue Konzepte auf der Basis der Quantenphysik für eine neue Generation von Schaltern und Bauelementen auszunutzen, da klassische Schalter bei stetiger Verkleinerung ihre Funktion verlieren.

Als universeller Schalter der Mikroelektronik hat sich der Feldeffekttransistor durchgesetzt. Die Herstellung von Nanoschaltern mit atomarer Größe, Schaltern mit sehr geringer Leistung und hohen Geschwindigkeiten, steckt derzeit noch in den Kinderschuhen, wird aber weltweit stark vorangetrieben. Die Basis hierfür bilden so genannte Heterostrukturen, d. h. in zwei Dimensionen ausgedehnte Leiter, die in einer Richtung so dünn sind, dass man in atomare Bereiche kommt, so dass Quanteneffekte auftreten.

Auf Basis solcher Schichten können Y-Schalter definiert und realisiert werden, in denen nicht das Ein- und Ausschalten der Signale wie im Feldeffekttransistor das Schaltprinzip bildet, sondern das Schalten der Richtung und der Geschwindigkeit des Signals erfolgen kann. Das aktuelle TecChannel-Tagesthema Nanoelektronik mit Y-Schaltern und Quantendrähten erläutert das Bauelement der Zukunft. (ala)