Ein neuer Höhepunkt auf dem Weg zur unsichtbaren Elektronik
Die Struktur des aktiven Layers aus InGaO3(ZnO)5 (Credit Science)
Forscher erreichen mit einem homogenen Kristall ein Mehrfaches der Spannung im Vergleich zu den bisherigen transparenten Transistoren
Die rasche Verbreitung von Flachbildschirmen, Solarzellen oder weiteren optoelektronischen Bauelemente sind möglich geworden, seitdem die Techniker transparente und zugleich leitfähige Oxyde (transparent conductive oxides, TCO) entwickelt haben. Kenji Nomura und Mitarbeiter von Hosono Transparent ElectroActive Materials aus Japan stellen in Science eine Neuentwicklung vor, die nicht billig ist, aber die Leistungsfähigkeit der bisherigen leitfähigen Oxyde in den Schatten stellt.
Die "channel mobility" beträgt 80 cm2 pro Volt und Sekunde im Vergleich zu den herkömmlichen 0,3-2,5 cm2. Dieser Gewinn resultiert aus einem singulären Kristallkörper, der im Unterschied zu den bisherigen polykristallinen Transistoren eine gleichmäßige Durchströmung der Elektronen und weniger Brechungsverluste erzeugt. Das Ergebnis ist eine ungleich höhere Spannung, weil Ladung und Entladung rascher erfolgen.
Techniker werden einwenden, dass die Neuentwicklung für bessere oder größere Aktive-Matrix Bildschirme ohne Bedeutung ist, weil sie mit einer channel mobility von 1 cm2 pro Volt und Sekunde auskommen. Hosono Transparent ElectroActive Materials verfolgt denn auch ehrgeizigere Ziele, denen eines gemeinsam ist: die Erforschung intelligenter Materialien, nämlich Schaltkreise, die autonom oder auf Kommando einen Dienst verrichten. Was die Taktfrequenz für den Computerchip, werden channel mobility und das on-off-Spannungsverhalten werden.
Kenji Nomura und Mitarbeiter berichten, dass sie bisher 100 Kristalle erfolgreich produzierten. Der Bedarf ist ungleich größer, weil die Nachfrage von der Phantasie angetrieben wird. Zuvörderst durch Militärs und Geheimdienstler, die vor hohen Preisen nicht zurückschrecken. Später wird der gewöhnliche Anwender bedacht werden. Wie unsere Zukunft aussehen könnte, verrät ein Besuch beim Projekt Biowall aus der Schweiz. Die bloße Handbewegung auf einer transparenten Wand erweckt vielfältige Aktionen zum Leben. Das können einfache Rechenaufgaben sein, oder komplizierte Abläufe, die von einem neuronalen Netz gesteuert werden. Kommt uns das nicht bekannt vor? Die vielen Nettigkeiten aus StarkTrek oder Raumschiff Enterprise könnten Wirklichkeit werden.