Mikrochips befinden sich heutzutage nicht nur in Computern und Smartphones, sondern auch beispielsweise in Haushaltsgeräten wie Kühlschränken und Spülmaschinen. Schaltelemente auf diesen Mikrochips, die Transistoren, benötigen aktuell schon über 10% des weltweiten Strombedarfs. Wäre das Internet ein Land, wäre es der sechstgrößte Energieverbraucher der Welt. Durch die Technologie wird die benötigte elektrische Spannung für die Durchführung logischer Operationen auf einem Mikrochip um einen Faktor 100 verringert, was eine 10.000-fache Energieersparnis bedeutet.
Einem Forscherteam um Prof. Dr. Thomas Schimmel, Professor am Institut für Angewandte Physik des KIT, ist es gelungen, den ersten funktionsfähigen Einzelatomtransistor zu entwickeln, der künftig erheblich Energie einsparen wird. Im Vergleich zu anderen Transistoren wird hierbei der Schaltkreis mithilfe eines einzigen Metallatoms kontrolliert gesteuert. Für den technologisch neuen Ansatz haben die Wissenschaftler zwei winzige Metallkontakte gefertigt, die über ein einziges Silberatom gesteuert werden können.
Anders als konventionelle quantenelektronische Bauteile funktioniert der Transistor unter Raumtemperatur und besteht ausschließlich aus Metall, wodurch die Abhängigkeit von Rohstoffen und Halbleitern sinkt. Ein im Vergleich zu herkömmlichen Transistoren zehntausendfach geringerer Stromverbrauch unterstreicht das enorme Potential des neuartigen Technologie.
September 2022
September 2022
Prof. Dr. Thomas Schimmel, Dr. Heiner Pollert
GmbH
Karlsruhe, München
Biotechnologie, IT
Unbemerkt zum Umweltzerstörer
- Bis 2040 wird nach Prognosen des MIT mehr Strom für Computerchips benötigt, als unsere weltweite Energieproduktion liefern kann.
- Mehr als 10% des Strombedarfs von Industrieländern gehen aktuell in die Datenkommunikation und -verarbeitung.
- Wäre das Internet ein Land, wäre es der sechstgrößte Energieverbraucher der Welt.
- Die Kryptowährung Bitcoin benötigt mehr elektrische Energie für seine Rechenleistung als Irland.
Hat die Chance, den gesamten Markt der Datenverarbeitung zu revolutionieren.
Im Vergleich zu herkömmlichen Transistoren aus Silizium um den Faktor 10.000.
Funktioniert bereits bei Raumtemperatur und ohne wesentliche Abwärme.
Sichere und einfache Handhabung sind durch die Verwendung eines Gel-Elektrolyten gewährleistet.
Kann mit herkömmlichen, reichlich vorhandenen, preiswerten und ungiftigen Materialien hergestellt werden.
Renommiertes Team von Wissenschaftlern des KIT forscht seit über 15 Jahren an der Technologie.
Patentrechtlich geschützt und Patentportfolio wird kontinuierlich erweitert.
Transistoren unter Laborbedingungen arbeiten stetig energieeffizienter.
Die Wissensmagazine Scinexx und Forschung und Wissen berichten über unser neuestes Projekt, den Einzelatomtransistor der Single Atom Technologies GmbH.
