Organisches Schaltermaterial

Mit zunehmender Verkleinerung der Strukturen werden für die Mikroelektronik andere physikalische Effekte interessant, auch wenn bislang keiner dem Siliziumtransistor so richtig den Rang ablaufen konnte. Insbesondere im Interesse besserer Datenspeicher interessieren sich Physiker und Ingenieure zunehmend für Effekte wie die sogenannte Ferroelektrizität. Bei dieser Materialeigenschaft kommt es analog zum Ferromagnetismus, wo sich mikroskopische Magnetzellen einheitlich ausrichten, zur gleichen Orientierung der elektrischen Polarität.

So wurde vor zwei Jahren angeregt, die schaltende Schicht von sogenannten Feldeffekttransistoren aus einem solchen ferroelektrischen Material aufzubauen. Damit könnte der Transistor schon mit sehr niedrigen Spannungen schalten und zugleich würden die bei derzeitigen Mikrochips störenden Leckströme wegfallen.

Die Idee hat allerdings mehrere Haken. Noch sind die Schaltzeiten von Transistoren mit ferroelektrischen Schichten zu lang. Und die meisten bekannten ferroelektrischen Materialien funktionieren nicht bei Zimmertemperatur.

Zumindest letzteren Mangel könnte ein Material beheben, über das eine Forschergruppe um Samuel I. Stupp von der Northwestern University in Evanston (US-Bundesstaat Illinois) im Fachjournal »Nature« (Bd. 488, S. 485) berichtet.

Die Chemiker hatten mehrere organische Schwefel- und Halogenverbindungen zusammengebracht, die sich unter bestimmten Reaktionsbedingungen von selbst zu Kristallen (Foto) gruppierten, die bei Zimmertemperatur die gewünschten ferroelektrischen Eigenschaften besitzen. Das heißt, in einem elektrischen Feld nahmen die Kristalle eine Polarität an und behielten sie, bis sie in ein entgegengesetzt gepoltes Feld kamen. StS

Foto: Dennis Cao, Mark Seniw