Halbleiter für eiskalte Rechner

Physiker der Universität Würzburg haben im US-Wissenschaftsjournal Science einen Halbleiter präsentiert, der elektrischen Strom leitet und dabei nicht warm wird. Dazu haben sie Quecksilber-Tellurid und Quecksilber-Cadmium-Tellurid abwechselnd in sieben bis zehn Nanometer (ein millionstel Millimeter) dünnen Schichten auf Kristallplättchen in der Größe eines Euro-Cent-Stücks aufgebracht. Mit lithographischen Techniken modellierten die Wissenschaftler aus der Oberfläche Strukturen in Form winziger Drähte heraus und setzten sie unter Strom.

Überraschenderweise verhält sich das Material anders als erwartet: Die Elektronen sammeln sich an den Rändern der Struktur, an denen sie sich ohne Widerstand und deshalb ohne Wärme zu entwickeln bewegen können. Die Forscher sind der Auffassung, dass dies ausschließlich auf die Kombination der Materialien und nicht auf die Form der Struktur zurückzuführen sei.

Allerdings tritt der Effekt nur bei tiefen Temperaturen unterhalb von minus 170 Grad Celsius auf. Damit beginnt die Suche nach anderen Materialkombinationen, bei denen dasselbe bei deutlich höheren Temperaturen auftritt. Kandidaten sind Wismut-Verbindungen. Es bleibt jedoch noch ein langer Weg, bis es Hochleistungscomputer geben könnte, die ohne Kühlung auskommen. Solche eiskalten Rechner würden aber nur dort ohne zusätzlichen Energieaufwand funktionieren, wo man keine Tiefkühlanlagen betreiben muss. (rh)