Graphen bringt IBM Computerchip-Revolution

Ein Durchbruch in der IBM-Forschungseinrichtung hat einen Weg gefunden, die Herstellung fortschrittlicher Chips auf Graphenbasis um das 10 000-fache der bisherigen Leistung zu steigern. Das neue Herstellungsverfahren ermöglicht eine stabilere Anwendung des elektrisch leitenden Materials auf Silizium-Betriebsplattformen ohne den bei herkömmlichen Methoden üblichen hohen Materialverlust. Was dieses neue Verfahren für die Chiphersteller bei IBM noch wertvoller macht, ist die Tatsache, dass das neue Verfahren zu 100 % mit bestehenden Siliziumplattformen kompatibel ist, was den Anwendungsprozess für Graphen-basierte Anwendungen revolutioniert. Angesichts der Verbreitung von Technologien, die die fortschrittlichen Eigenschaften von Graphen erfordern, wird dies die mit dem Element verbundenen Kosten beschleunigen und reduzieren.

Graphen als technologische Revolution

Graphen ist das erste einatomige, zweidimensionale Element, das nicht nur die Abnutzung durch atmosphärische Einflüsse verringert, sondern auch hitzebeständig und hoch leitfähig für elektrische Ladungen ist. Diese Eigenschaften haben es zur neuen Grenze für die technologische Fertigung gemacht, da der Verschleiß erheblich reduziert wird. Dies macht die Realisierung von Computerchips auf Graphenbasis ebenso möglich wie die Massenproduktion von Solarzellen, die bisher in einem sehr intensiven und kostspieligen Verfahren hergestellt wurden. Bisherige Graphenschichten wurden direkt auf Siliziumwafer aufgebracht, was beim "Walzen" zu einer Vielzahl von Problemen mit Verformungen, Rissen, Faltenbildung usw. führte.

Mit dem verbesserten Verfahren kann eine kleine Menge Graphen auf eine Oberfläche aufgebracht werden, auf der es dann wächst. Graphen ist eine kristalline Eigenschaft und wird sich exponentiell auf die erforderlichen Parameter ausdehnen. Durch dieses Verfahren werden strukturelle Verunreinigungen massiv reduziert, was eine zeit- und kosteneffiziente Methode für die Anwendung darstellt. Ein weiterer Vorteil ist, dass während des Wachstums elektrische Ströme durch das Material geleitet werden können, was die Effizienz des Prozesses zusätzlich erhöht.

Worauf alles hinaus läuft

Die IBM-Forschung zeigt, dass die intrinsischen Eigenschaften von Graphen-basierten Chips im Vergleich zu etablierten Chipformaten ein hohes Maß an Verarbeitungsleistung aufrechterhalten. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze und anderen abbauenden Elementen macht das leitfähige Material zu einem zukunftsweisenden Werkstoff, der bei elektronischen Bauteilen eine höhere Haltbarkeit und Funktion ermöglicht. Die Verwendung von Graphen wurde zunächst als hochwertiger Ersatz für Materialien erkannt, die zuvor für Solarpaneele und in Supraleitern verwendet wurden, da es in einem viel höheren Maße korrosionsbeständig ist. Der einzige Aspekt, der einer Massenanwendung im Wege stand, war die Begrenzung der Herstellungskosten. Dieses neue Verfahren verkürzt die Herstellungszeit, was die Kosten erheblich senkt.