News Forscher bauen Transistor aus nur einem Atom

[pipip]

Dawzon
Halbleiter bedeutet nur dass man 2 Zustände eingehen kann => Leiter und Nichtleiter, damit man eben schalten kann

Bei Metallen schafft man das durch die Dotierung http://de.wikipedia.org/wiki/Dotierung

p-Dotierung => Akzeptor
n-Dotierung => Donator
Also Löcher oder Defektelektron

Die Grafik zeigt es deutlich was einen Halbleiter ausmacht (Metal ist aufgrund seines Kristallgitters wichtig)
Werde mal wieder nachlesen, einiges vergisst man wenn man soviel zu tun hat ^^
Ajo der Abstand zwischen dem Valenzband und den leistungsband ist ein Gab (verbotene Zone)
Hier gibt es keine Zustände, deshalb Verboten.

Wichtig sind auch die p-n-Übergang mit dessen Raumladungszone für Transistoren (Mosfet)

Weitere Interessante Potentialtopf ,Tunneleffekt, Schrödinger Gleichung übrigens ein Österreicher, genauso wie Ludwig Boltzmann (Stefan-Boltzmann-Gesetz) worauf sich Planck stützte => Plancksches Strahlungsgesetz, Amorphe HL, usw usw.
Man merkt schnell:

Also irgendwie ist das schon seltsam, war erst letztens auf ner Konferenz (Physik) und quasi alle Leute mit Innovationen waren auf der Welt zerstreute Deutsche... Das soll ja nix heisen, war aber schon seltsam

dass das stimmt, aber es sind genauso andere Nationen vor, und viele bauen auf andere.
Genauso wie Ampere(Franzosse), Maxwell(Engländer).
Aber ja Grundlagenforschung ist was ganz interessantes und wette in paar (auch wenns 100) Jahre sind, wird man diese News im Studium lernen und wenn man bedenkt auf was der Mensch alles drauf gekommen ist, checkt man erst wie unglaublich das ist, wenn man versucht hat, sich das alles bildlich vorzustellen

 

[niethitwo]

Halbleiter bedeutet nur dass man 2 Zustände eingehen kann => Leiter und Nichtleiter, damit man eben schalten kann

Nein, Halbleiter bedeutet nicht zwei Zustände. Halbleiter bedeutet, dass die Leitfähigkeit in einem bestimmten Bereich liegt und ist nicht genau abgrenzbar.
Allerdings ist das Verhalten der Leitfähigkeit bei Temperaturänderung im Gegensatz zu Leitern nicht durch Elektron-Phononstreuung bestimmt, sondern durch die Zustandsdichte an der Fermikante (Zustandsgrenze bei T=0K).

Die Dotierung schaltet nicht zwischen Leiter und Nichtleiter, sondern fügt Energieniveaus in das Gap (Bandlücke) hinzu, die die Besetzungswahrscheinlichkeit des Leitungsbandes erhöhen können, bzw. genauer die Zustandsdichte um die Fermikante verändern.

 

[M.B.H.]

Kleiner gehts dann aber wirklich nicht mehr

Ich bin gespannt, ob die Strukturbreite bis 2020 dann wirklich auf 1 Atom geschrumpft ist.

Wer sagt denn, dass es kleiner nicht geht?

Wir haben gerade mal 1% der Wissenschaft angekratzt. Ich behaupte, es gibt mehr oder weniger keine physikalische Grenze, es geht immer noch alles kleiner. jeder weiß, dass Atome nicht die kleinsten Teilchen sind. Das ganze kann man bis ins unendliche weiter spinnen.

Klar es gibt derzeitige Machbarkeits-Grenzen und auch der Aspekt der Wirtschaftlichkeit liegt hier zu Grunde, aber das ist alles nur eine Frage der Zeit. Es werden neue Wege (neue Verfahren, Materialien) entdeckt und erforscht.

Wie sieht es in 100 Jahren aus? Oder in 10.000 Jahren?

Da wird es kleine cm-große "Chips" geben, die derzeitige riesige Supercomputer um das milliardenfache überbieten.

Klingt vllt etwas hoch gesponnen, aber wer kann mir das Gegenteil beweisen?

Ich könnte mir auch vorstellen, dass irgendwann auch garkeine höhere Rechenleistung mehr benötigt wird (obwohl es technisch machbar wäre) weil es einfach für alle Weltprobleme ausreicht.

 

[Andyw1228]

@Caluna:
Nein, er hat an der TU-BS studiert. In Braunschweig sind auch sehr viele techn. Bundes-Institutionen (PTB, BFU, z.B.).
@M.B.H:
Schon mal was von Heisenbergscher Unschärferelation oder Plancksches Wirkungsquantum gehört?
Es könnte sein, dass es kleiner geht, wir werden es aber nie herausfinden befürchte ich.
Man geht davon aus, dass es zur Zeit NULL (Urkanll) nur eine Kraft/Energie gab, in die sich die andern Vier aufgeteilt haben. Daraus ist auch Materie aufgebaut. Die kleinsten Energiezustände, die dabei möglich sind, werden z.Zt (wenn ich mich nicht irre) durch das Plancksche Wirkungsquantum definiert.
Wobei es sich dabei auch nur um Energie handelt und nicht Materie. Auch wenn es eine Relation von Energie zu Materie gibt (Einsteins berühmte Formel) kannman (noch?) nicht beliebig Materie in Energie umformen.
Man kann übrigens immer noch den Urknall "hören"- er geistert als kosmologische Hintergrundstrhlung durch das All.

 

[DMKtkl]

Streng dich an, Noctua...

made my day

 

[flappes]

Es muss ja nicht immer kleiner werden, intel und AMD (ARM sowieso) sind ja schon seit einiger Zeit dabei mehr und mehr Komponenten zu integrieren, sei es GPU, WLan oder einfach mehr Rechenkerne, es wandert mehr und mehr in einen Chip. In Zukunft wird es auch mehr spezialisierte Rechenkerne geben, die in einen Chip integriert sein werden, irgendwann wir man sich diese wie in einem Baukastensystem auch selbst zusammenstellen können, ein Gamer wird dann mehr GPU-Kerne haben wollen, ein Serverbetreiber mehr CPU-Kerne.
Irgendwann wird man keinen PC mehr mit verschiedenen Erweiterungskarten (PCIe, usw.) zusammenschrauben, sondern die Kerne bestellen.

 

[pipip]

niethitwo
Ja kann mich schon erinnern wieder ^^

Ich bin gespannt wie lange es dauert diese Technologie marktreif zu bekommen. Aber bevor man so weit ist gibt es bestimmt schon "organische Halbleiter" (kann man sowas überhaupt als Halbleiter bezeichnen? )

Naja vllt war mein Ausdrucksweiße sehr ungeschickt. Wollte eigentlich nur damit sagen, dass ein "organischer" Halbleiter auch ein Halbleiter ist, wenn er sowohl die Eigenschaften eines Leiter und Nicht Leiter besitzen kann. Beim Mosfet sind doch diese 2 Zustände (p-n) Übergang => Rekombination => Raumladungszone (Fermi-Niveaus sollte gleich sein glaube ich)
Dann über die Spannung => leiten nicht leiten.

Die Dotierung schaltet nicht zwischen Leiter und Nichtleiter

Hab ich auch gar nicht gemeint, sondern durch gezieltes einfügen von Fremdatome kann man einen Halbleiter dotieren und somit ja wie du sagst Leitfähiger machen.

Aber werd die nächsten Tagen mein wissen wieder auffüllen, mir fällt auf dass ich einiges vergessen hab:S

 

[calluna]

@M.B.H.

Wir haben gerade mal 1% der Wissenschaft angekratzt. Ich behaupte, es gibt mehr oder weniger keine physikalische Grenze, es geht immer noch alles kleiner. jeder weiß, dass Atome nicht die kleinsten Teilchen sind. Das ganze kann man bis ins unendliche weiter spinnen.

Mit Knete kannst du kein Haus bauen. Nicht jede materielle Konfiguration ist stabil. Und die ganze sichtbare Welt, die du um dich siehst und die für dich relevant ist, wird durch die QED (Quantenelektrodynamik) erfasst.

Alles darunter ist nicht stabil. Du kannst zwar ein Atom in Elektronen und Protonen und Neutronen aufspalten, aber du kannst mit diesen Teilchen als Bauelementen nichts konstruieren - außer eben verschiedene Atome.

Und mit den Teilen der Atome sieht es noch schlechter aus, denn die Teilchen, in die sich etwa ein Neutron aufspalten lässt, existieren nicht isoliert. Es wird bei der Teilung so viel Energie aufgewendet, das schlicht neue Materieteilchen entstehen.

...

PS: Darauf hinzuweisen, wie viel wir wissen oder nicht wissen, ist Unsinn, denn so funktioniert Wissenschaft, insbesondere Physik nicht. Physikalische Theorien gelten unter bestimmten Bedingungen. Die klassische Mechanik wird z.B. immer gültig sein, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

 

[Saftpresser]

Gibts dann auch Chipsatze und CPUs mit 1pm?

 

[Andyw1228]

Ich bezweifel, dass man Strukturen <1nm bauen können wird UND damit was sinnvolles anstellen kann.
Ein Atom hat ungefähr die Größe von 0.1nm, also 100pm. Der Kern selber ist nochmals tausendmal kleiner.

 

[Ben1804]

Wow :-O

Ich hoffe diese Transistoren finden schnell ihren Weg in die Hardware

 

[Marcel55]

Wer sagt denn, dass es kleiner nicht geht?

Wir haben gerade mal 1% der Wissenschaft angekratzt. Ich behaupte, es gibt mehr oder weniger keine physikalische Grenze, es geht immer noch alles kleiner. jeder weiß, dass Atome nicht die kleinsten Teilchen sind. Das ganze kann man bis ins unendliche weiter spinnen.

Klar es gibt derzeitige Machbarkeits-Grenzen und auch der Aspekt der Wirtschaftlichkeit liegt hier zu Grunde, aber das ist alles nur eine Frage der Zeit. Es werden neue Wege (neue Verfahren, Materialien) entdeckt und erforscht.

Wie sieht es in 100 Jahren aus? Oder in 10.000 Jahren?

Da wird es kleine cm-große "Chips" geben, die derzeitige riesige Supercomputer um das milliardenfache überbieten.

Klingt vllt etwas hoch gesponnen, aber wer kann mir das Gegenteil beweisen?

Ich könnte mir auch vorstellen, dass irgendwann auch garkeine höhere Rechenleistung mehr benötigt wird (obwohl es technisch machbar wäre) weil es einfach für alle Weltprobleme ausreicht.

Naja, dass kann natürlich keiner wissen, wer hätte 1900 gedacht, dass wir Heute Fertigungsprozesse von 32nm oder weniger haben...
Aber nach aktuellen Wissensstand geht es noch nicht kleiner, es sei denn, man kann Atomkerne herausfischen und nutzen

Gratulation, hüpft eins wegen thermischer Anregung woanders hin, kannst du deinen kompletten Chip wegschmeißen

Stimmt...dafür gibts dann die Zusatzgarantie vom Händler

 

[Surtia]

Dass diese Grössenordnungen irgendwann erreicht werden ist weniger fraglich, eher die des Materials. Was bleibt in dieser Dimension noch stabil und bietet ebenso den nötigen Durchsatz?