Nichtflüchtiger molekularer Speicher? Realität mit dem neuen Material Graphen

Wissenschaftler der AMO GmbH haben einen nichtflüchtigen Graphenschalter herge-stellt, der prinzipiell beliebig klein skalierbar ist.

Vier Jahre nach der Entdeckung von Graphen durch die Gruppe um Andre Geim in Manchester haben Mitarbeiter der AMO,laut IEEE, Graphen in einen nichtflüchtigen Schalter integrieren können. Die Leitfähigkeit von Graphen kann durch den Einfluss eines elektrischen Feldes elektrochemisch so modifiziert werden, dass sie sich um mehr als sechs Größenordnungen ändert.
Graphen wurde in eine transistorähnliche Struktur integriert, wobei das Graphen mit Source und Drain Elektroden versehen und anschließend eine dritte Elektrode, ein Gate bestehend aus SiO2 und einem Metall, zwischen diesen beiden platziert wurde.
Im Experiment legte man dann eine Spannung von -5 Volt an das Gate an, wodurch das Graphen elektrochemisch modifiziert und in einen nichtleitenden Zustand um mehr als sechs Größenordnungen unterhalb der ursprünglichen Leitfähigkeit versetzt wurde. Erhöhte man die Spannung anschließend auf positive Werte, so ging die Leit-fähigkeit auf ihren ursprünglichen Wert zurück.

Mitarbeiter der AMO stellten mehr als zehn dieser Feld-Effekt-Bauelemente her. Ob-wohl es sich vom Aufbau her um Transistoren handelt, werden sie absichtlich als Bauelemente bezeichnet, da es sich hier um einen grundlegenden anderen Schaltme-chanismus handelt.
In einem weiteren Experiment schalteten sie eines dieser Bauelemente in den abge-schalteten Zustand und beließen dieses Bauelement für zwei Tage im Labor ohne angelegte Spannungen, bevor sie es wieder in den eingeschalteten Zustand zurück-versetzten.
Mit diesem Verfahren wurde deutlich, dass die Möglichkeit besteht, dieses Bauele-ment als nichtflüchtigen Speicher zu verwenden. Laut der Aussage von Tim Echter-meyer und Max Lemme, Mitarbeiter der AMO, ist es möglich, die Abmessungen die-ses Speicherbauelements bis auf Molekülgröße zu verkleinern. Mit Graphen wäre es demnach prinzipiell möglich, Speicher in den Abmessungen von 1x1 nm2 herzustel-len.

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