Speicherbausteine für die Nanoelektronik

n- oder p-dotierte Nanoröhrchen werden bei Raumtemperatur ferromagnetisch

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Nanoröhrchen aus Halbleitermaterial können nicht nur für Nanotransistoren, sondern auch für Nanomagnetspeicher verwendet

Nanoröhrchen aus Kohlenstoff oder anderen Elementen können Isolatoren, Leiter oder Halbleiter sein, abhängig vom räumlichen Aufbau, also dem Durchmesser und dem Verdrillungswinkel. Anwendungen könnten Feldeffekt- und Einzelelektronentransistoren sowie Leiterbahnen für hohe Stromdichten sein. Mittels n- oder p-Dotieren lassen sich nunmehr ferromagnetische Nanoröhrchen herstellen, die sich künftig möglicherweise als nichtflüchtige Speicherbausteine nutzen lassen – vergleichbar mit den bereits als Labormuster vorhandenen magnetoresistiven Speicherbausteinen, auch MRAM genannt.

Die Rasterelektronenmikroskopaufnahme zeigt oben die einige Mikrometer langen und 100 nm dicken Nanoröhrchen, unten die ineinander verschachtelten Röhrchen sind an den Streifen der Transmissionselektronenmikroskopaufnahme zu erkennen (Bild: IBM)

Wissenschaftler des T. J. Watson Forschungszentrums von IBM in Yorktown Heights im amerikanischen Bundesstaat New York haben ferromagnetische Nanoröhrchen aus Vanadiumoxid hergestellt, die durch n- oder p-Dotierung bei Raumtemperatur ferromagnetisch werden und berichten darüber in der Ausgabe vom 7. Oktober 2004 der Zeitschrift Nature auf Seite 672 in Band 431.

Die hohe Curietemperatur der Röhrchen von rund 500 Kelvin, die weit über der Raumtemperatur liegt, erleichtert technische Anwendungen; oberhalb der Curietemperatur verschwindet der Ferromagentismus.

Die Sättigungsmagnetisierung abhängig von der Temperatur: oben für n- und unten für p-dotiertes Vanadiumoxid. Unterhalb von 500 Kelvin sind die Proben ferromagnetisch. (Bild: IBM)

Vanadiumoxid kann metallisch leitend oder isolierend sein, somit sind Heterostrukturen aus Nanoröhrchen für die künftige Elektronik denkbar, beispielsweise Speicherbausteine.