Forschende am Paul Scherrer Institut haben womöglich einen Quantensprung in der Mikrochip-Technologie eingeleitet. Ihnen ist es gelungen, transparenten Oxiden aus Übergangsmetallen halbleiterähnliche Eigenschaften zu entlocken. Seit 1947 wird für Transistoren exklusiv das leistungsfähige Silizium verwendet. Doch die neue Technologie könnte laut einer Mitteilung des PSI „alles auf den Kopf stellen, was wir bisher über Mikroelektronik zu wissen glaubten“.

Professor Milan Radovic und seine Mitstreiter Muntaser Naamneh und Eduardo Guedes von der Forschungsgruppe Spektroskopie von Quantenmaterialien an der Strahllinie SIS der Synchrotron Lichtquelle Schweiz im PSI haben zusammen mit Forschenden der Universität von Minnesota gezeigt, dass Oxide aus Übergangsmetallen „aussergewöhnliche und multifunktionale Phänomene wie Hochtemperatur-Supraleitung, kolossalen magnetoresistiven Effekt, Metall-Isolator-Übergang und vieles mehr“ aufweisen.

Im Fachorgan „Communications Physics“ berichten sie über ihre Arbeit an Barium-Zinn-Oxid, auf das sie sich vorerst konzentriert haben. Es verbindet optische Transparenz mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Dessen Einsatz hätte laut PSI gegenüber Silizium „bahnbrechende Vorteile für optoelektronische Elemente“: Weil ihre elektronischen und optischen Eigenschaften direkt miteinander gekoppelt sind, wären für die Computer der Zukunft Transistoren denkbar, die sich mit Licht schalten lassen.

Die Forschenden wollen sich nun auf die Suche nach anderen Stoffen mit ähnlichen Eigenschaften machen. Für Silizium sei die Zeit noch nicht abgelaufen, so Radovic. „Aber Technologie auf Basis von Oxiden aus Übergangsmetallen ist leistungsfähiger und vielfältiger – ihre Zeit wird kommen.“ mm