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Schutz für hauchdünne Elektronik-Flocken

Die Physik-Doktorandin Himani Arora hat eine Methode gefunden, um 2D-Computerchips aus Indium- und Galliumselenid vor der frühzeitigen Alterung zu schützen und zu kontaktieren. Grafik: HZDR / Sahneweiß / graphicINmotion, Shutterstock

Die Physik-Doktorandin Himani Arora hat eine Methode gefunden, um 2D-Computerchips aus Indium- und Galliumselenid vor der frühzeitigen Alterung zu schützen und zu kontaktieren. Grafik: HZDR / Sahneweiß / graphicINmotion, Shutterstock

Rossendorfer Physikerin entwickelt Kapsel- und Kontakttechnologien für neuartige 2D-Computerchips

Dresden, 28. Januar 2020. Hauchdünne elektronische Flocken könnten den ultraschnellen Datenverkehr der Zukunft steuern: Zweidimensionale Computerchips, die nur noch nur noch fünf bis zehn Atomlagen dünn sind und aus Verbindungen der Elemente Indium beziehungsweise Gallium und Selen (Indium- und Galliumselenid) bestehen. Ein Problem dabei: Bisher gingen solche 2D-Chips sehr schnell kaputt, wenn sie mit Luft in Kontakt kamen.

Von der Luft abgeschirmt und durch Gold mit der Welt verbunden

Eine Physik-Doktorandin vom „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ hat dafür nun eine Lösung gefunden: Himani Arora überzieht die elektronischen Steuerflocken mit einer Schutzschicht aus einer Bor-Stickstoff-Verbindung – das Material nennt sich „hexagonales Bornitrid“ (hBN). Die elektrischen Verbindungen zwischen 2D-Chip und Außenwelt erzeugt die Nachwuchs-Physikerin mit Hilfe von Elektronenstrahl-Verdampfern aus Gold und Palladium. „Die Verkapselungstechnik schützt die empfindlichen Schichten vor äußeren Einwirkungen und bewahrt ihre Leistungsfähigkeit“, betonte Dr. Artur Erbe, Leiter der Arbeitsgruppe „Transport in Nanostrukturen“ am HZDR-Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung.

2D-Flocken als Licht-Strom-Koppler

Die zweidimensionalen Elektronikflocken überall dort zum Einsatz kommen, wo wenig Platz für Steuertechnik ist: in der Hochfrequenzelektronik, der Optoelektronik und der Sensorik. Wenn sie zur Marktreife gelangen, könnten sie beispielsweise als Koppler zwischen Licht und Strom dienen.

Die Basis für die neue Verkapselungstechnik hatte ursprünglich eine Forschungs-Gruppe um James Hone von der Columbia-University in New York entwickelt. Himani Arora hatte diese Technologie dort bei einem Forschungsaufenthalt gelernt und dann am in Dresden weiterentwickelt.

Autor: hw

Quelle: HZDR