(openPR) Ein internationales Team unter der Leitung der National Cheng Kung University (NCKU) in der südtaiwanischen Stadt Tainan entwickelte den ersten voll funktionstüchtigen Spin-Transistor für Informationsverarbeitung der Welt.
Die Erzeugung des Transistors, von dem man sich eine Beschleunigung des Fortschritts bei der Halbleiterentwicklung über die Verdopplung der Computerleistung alle zwei Jahre gemäß dem mooreschen Gesetz hinaus verspricht, erhielt Beifall von vielen Seiten und erregte beträchtliches Interesse in akademischen Kreisen und der Privatwirtschaft.
Gruppenleiter Chen Tse-ming von der Physikabteilung der NCKU erklärte am 5. Februar, seit Spin-Transistoren 1990 erstmals angeregt worden waren, seien sie bei der Entwicklung von Informationstechnologie wegweisend gewesen. „Doch wegen technischer Herausforderungen wie geringer Effizienz der Spin-Injektion, Spin-Entspannung und Ausbreitung der Spin-Kreiselwinkel gelang es nicht, Spin-Transistoren zu verwirklichen.“
Laut Chen konnte dank der Beharrlichkeit der Gruppenmitglieder Chuang Po-jen und Ho Sheng-chin, zwei von ihm betreuten Doktoranden, und von Forschern am britischen Cavendish Laboratory und dem University College London schließlich eine Lösung gefunden werden.
„Der Schlüssel beruhte darin, in der Kreiselbahn zwei Quantum-Punktkontakte als Spininjektor und Detektor zu verbinden“, dozierte er und fügte hinzu, dadurch habe man vollständige Kontrolle der Kreiselbewegung der Elektronen auf rein elektrische Weise erzielt.
„Nun haben wir den ersten vollkommen elektrischen Halbleiter-Spin-Transistor, im Gegensatz zu alten Lösungen, für die magnetische oder optische Elemente verwendet wurden und bei denen sich die Transistoren nur mit erheblichen Schwierigkeiten in Schaltkreise eingliedern lassen“, erläuterte Chen.
Die Erfindung, die bald patentiert werden wird, ist vollkommen kompatibel mit groß angelegten integrierten Schaltkreisen, und man erwartet, dafür zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Informationsverarbeitung zu finden.
„Verglichen mit Intels aktueller Generation von Chips der 10-Nanometer-Klasse, bei der komplementäre Metalloxid-Halbleitertechnologie angewandt wird, sind Spin-Transistoren in der Lage, die tausendfache Leistung mit nur einem Zehntel des Energieaufwandes zu erbringen“, schwärmte Chen.
Die Entwicklung, die am 22. Dezember auf der Website Nature Nanotechnology veröffentlicht wurde, wird der NCKU voraussichtlich dabei helfen, mehr Anteile am hochgradig lukrativen globalen Gewerbe integrierter Schaltkreise mit einem Umfang von 250 Milliarden US$ zu gewinnen.
