Graphen für Gigahertz-Chips

Bislang ist flexible Elektronik stets an zu geringen Schaltgeschwindigkeiten gescheitert. Nun haben Wissenschaftler an der University of Texas (UT) in Austin erstmals Transistoren aus Graphen auf einem Kunststoffsubstrat entwickelt, die schnell genug für Mobilfunkanwendungen sein sollen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Deji Akinwande, Elektro- und Computeringenieur an der UT, der die neue Graphen-Studie leitete, ist sehr optimistisch: "Ich denke, dass wir uns nun flexible Smartphones, Tablets und andere Kommunikationsgeräte realistisch vorstellen können."

Akinwandes Gruppe beschäftigt sich schon seit längerem mit praktischen Anwendungen für Graphen, jenen gerade einmal atomdicken Kohlenstoffbögen mit ihren außergewöhnlichen mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Graphen-Transistoren und komplette Schaltkreise aus dem Material haben sich in Tests als enorm schnell erwiesen, wenn sie auf festen Substraten mit konventionellen Herstellungsverfahren aufgebaut werden. Versuche, die Zähigkeit und Flexibilität des Materials in biegsamen Geräten auf Kunststoffbasis zu nutzen, scheiterten bislang allerdings, weil das eben die Schaltgeschwindigkeit verringerte. Das ist ein großes Problem, weil flexible Elektronik nur dann wirtschaftlich herstellbar ist, wenn sie zeitungsartig ausgedruckt werden kann, wie Akinwande meint.

Die Graphen-Transistoren der UT sind nicht nur schnell, sondern auch robust. Die Geräte arbeiten auch nach dem Eintauchen in Wasser weiter und sind flexibel genug, um gefaltet zu werden. "Je dünner man die Elektronik herstellt, desto besser sind die mechanischen Eigenschaften", sagt Jarvey. "Und dünner als Graphen geht es nicht." Konkurrierende Forschergruppen arbeiten mit weiteren Materialien, um flexible Schaltkreise mit noch höheren Frequenzen zu erzielen, doch diese lassen sich vermutlich nicht praktikabel in großen Stückzahlen bauen.

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(bsc)