Neuer Nanochip kann Ingenieure dabei unterstützen, Rechengrenzen wie das Mooresche Gesetz zu überwinden

In den letzten Jahrzehnten hat uns die Anleitung des Mooreschen Gesetzes recht gut gedient. Seit Intel-Mitbegründer Dr. Gordon Moore 1965 zum ersten Mal feststellte, dass sich die Anzahl der Transistoren, die Ingenieure auf einen einzigen Mikrochip verdoppeln konnten, alle zwei Jahre verdoppelt hatte, sind die Verbesserungen bei der Rechenleistung überraschend konstant geblieben.

Diese Vorteile haben die Größe von Computern von raumfüllenden Giganten zu intelligenten Technologien reduziert, die nicht nur in Ihre Tasche passen oder am Handgelenk getragen werden können, sondern auch in Toaster, Leuchten und Türklingeln eingepfercht werden.

Der Trend hat sich so lange fortgesetzt, dass die Forscher sich Sorgen machten, dass Chip-Ingenieure gegen eine Wand stoßen. Der x86 von IBM, der Anfang des Jahres als kleinster Computer aller Zeiten vorgestellt wurde, war bereits kleiner als ein Reiskorn. Wie viel kleiner könnten uns die inkrementellen Verbesserungen wirklich bringen? Mit objektiv anständigen Laptops, die für unter 100 Dollar liefen, schien es angebracht, sich zu fragen, ob die Revolution im Personal Computing zumindest bis jetzt ihren Lauf genommen hatte.

Dies geht aus einem neuen Artikel von Ingenieuren des Royal Melbourne Institute of Technology in Australien hervor, die sagen, dass ihr neuer Transistor elektrische Ströme durch dünne Luft senden kann, anstatt ihn durch Silizium zu leiten, und der einen Proof-of-Concept bietet wie die nächste Generation hochentwickelter Nano-Chips bald gebaut werden könnte. Ihre Ergebnisse wurden am 16. November in der letzten Ausgabe von veröffentlicht Nano-Buchstaben.

Den Forschern gelang es, eine Einschränkung zu überwinden, der traditionelle Transistoren gegenüberstehen, nämlich dass die Elektronen, die durch herkömmliche Siliziumtransistoren laufen, ineinander stoßen, Energie verschwenden und Wärme abgeben. Um das Problem zu lösen, fanden Forscher einen Weg, elektrische Signale durch enge Luftspalte zu leiten, fast wie ein Vakuum.

"Stellen Sie sich vor, Sie gehen auf einer dicht befahrenen Straße, um von A nach B zu gelangen. Die Menge verlangsamt Ihren Fortschritt und verbraucht Ihre Energie", erklärt Sharath Sriram, Professor für Nanotechnologie am RMIT, in einer Erklärung. „Das Reisen im Vakuum ist dagegen wie eine leere Autobahn, auf der Sie mit höherer Energieeffizienz schneller fahren können.“

Um eine Art Vakuum aufzubauen, mussten die Forscher einen Weg finden, um eine Lücke zu schaffen, die klein genug war, um in den Transistor zu passen, aber groß genug, um die Elektronen dazu zu bringen, durch sie hindurch zu treten, ohne zu kollidieren und sich gegenseitig in die Quere kommen zu können. Sie entschieden sich für eine Lücke, die zehn Nanometer breit ist, etwa ein Fünftausendstel der Breite einer menschlichen Haarsträhne. Eine Innovation, von der die Forscher behaupten, könnte der Bedarf an Halbleitern gänzlich überflüssig werden, die meist aus Silizium bestehenden winzigen Metallteile, die derzeit in praktisch allen modernen Elektronikgeräten benötigt werden.

Die Forscher sagen auch, dass ihre Technologie im Hinblick auf die aktuellen Herstellungsprozesse entwickelt wurde, dass jedoch auch mehr futuristische Technologien möglich werden könnten, beispielsweise die Entwicklung sogenannter „Nano-Satelliten“, die eines Tages den Weltraum überwachen könnten.