Ein Kristall-Transistor könnte Silizium in KI-Chips ersetzen und ihnen einen kräftigen Leistungsschub verpassen. Das winzige Gerät soll eine deutlich höhere Elektronenmobilität und Stabilität haben als klassische Silizium-Transistoren.
Ob Smartphones, Laptops oder Server: Sie alle stecken voller winziger Transistoren aus Silizium. Diese Schalter regeln den Stromfluss und machen moderne Technik überhaupt erst möglich. Doch Silizium hat ein entscheidenden Nachteil, denn es stößt an seine Grenzen. Heißt konkret: Während Chips immer kleiner werden, stößt das Material an seine technischen Grenzen.
Forscher aus Tokio könnten nun jedoch eine Lösung für dieses Problem gefunden haben. Sie entwickelten einen neuartigen Kristall-Transistor. Statt auf Silizium setzen die Wissenschaftler auf galliumdotiertes Indiumoxid (InGaOx). Dieses Material lässt sich zu einem stabilen Kristall formen, durch den die Elektronen leichter fließen können.
Kristall-Transistor als Schlüssel für leistungsfähige Technik
Beispiele für zukünftige Anwendungen sind KI-Systeme oder große Datenzentren. Die Vorteile liegen dabei nicht nur im Material, sondern auch im Aufbau. Der Kristall-Transistor besitzt eine sogenannte „Gate-All-Around“-Struktur, bei der das Steuerungselement den Stromkanal komplett umschließt. Das erhöht die Effizienz und ermöglicht kleinere, leistungsfähigere Bauteile.
Die Forscher bauten ihren Kristall-Transistor Schicht für Schicht auf. Dazu kam ein Verfahren namens „atomic-layer deposition“ zum Einsatz. Anschließend erhitzte das Team den Film, um die ideale Kristallstruktur zu erzeugen. Das Ergebnis ist ein Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit und hoher Stabilität.
Selbst unter Stressbedingungen blieb er fast drei Stunden lang leistungsfähig. Damit schlägt er ähnliche, bisher entwickelte Bauteile im Hinblick auf Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit deutlich.
Leistungsboost für Smartphones und KI
Das mögliche Folge des Kristall-Transistors: Bessere Smartphones mit mehr Rechenpower, Server, die weniger Strom verbrauchen, oder KI-Chips, die schneller und effizienter arbeiten. Und das alles mit einem Material, das nicht nur leistungsstärker, sondern auch robuster als Silizium ist.
Ob der neue Kristall-Transistor Silizium komplett ersetzt, bleibt abzuwarten. Er zeigt aber, dass es auch nach Jahrzehnten voller Innovation noch Spielraum für echte Durchbrüche gibt. Vielleicht beginnt mit diesem winzigen Bauteil gerade ein neues Kapitel in der Welt der Elektronik.
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