IBM Forscher blicken auf die Zukunft der Informationstechnologie

Forscher im IBM Rüschlikon Forschungslabor haben vorgeführt, wie ein einzelnes Molekül zwischen zwei verschiedenen Ladungszuständen (an/aus) hin und hergeschaltet werden kann. Damit kann man mit einem einzelnen Molekül bereits Daten speichern. Dieses Ergebnis ist ein weiteres vielversprechendes Ergebnis aus den IBM Forschungslaboren in der Bemühung, neuartige Technologien für die Ära nach Silizium zu entwickeln.

In der Ausgabe der Zeitschrift SMALL vom 4. August berichten die IBM Forscher Heike Riel und Emanuel Lörtscher von einem Schalter und Speicherelement, bestehend aus nur einem einzelnen Molekül. Unter Nutzung einer raffinierten mechanischen Methode konnten sie einen elektrischen Kontakt zu einem einzelnen Molekül schaffen, um eine umkehrbare und steuerbare Schaltung zwischen zwei Ladungszuständen zu schaffen.
Mit der Dimension eines einzelnen Moleküls in der Größenordnung von einem Nanometer (ein Millionstel eines Millimeters), stellt Molekularelektronik die ultimative Grenze der Miniaturisierungsmöglichkeit dar, weit jenseits der heutigen Silizium-basierten Technologie.

Die Ergebnisse zeigen, daß diese Moleküle Eigenschaften aufweisen, die dazu verwendet werden können, die gleichen logischen Operationen durchzuführen, wie sie in heutiger Informationstechnologie verwendet werden. Durch die Anwendung von Spannungspulsen bei einem Molekül kann es steuerbar zwischen den Zuständen "an" und "aus" hin und her geschaltet werden. Darüberhinaus sind beide Ladungszustände stabil und ermöglichen ein zerstörungsfreies Auslesen des Bit-Status - eine Voraussetzung für nicht-flüchtige Speicheroperationen. Die IBM Forscher haben dies durch wiederholte Schreib-Lese-Lösch-Lese-Zyklen nachgewiesen. Mit diesem Einzelmolekül-Speicherelement haben Riel und Lörtscher mehr als 500 Schaltzyklen und Schaltzeiten im Mikrosekundenbereich zeigen können.

"Der Hauptvorteil der Ausnutzung von Transporteigenschaften auf molekularem Maßstab ist, daß diese fundamentalen Bausteine wesentlich kleiner als heutige CMOS-Bauelemente sind", erläutert die leitende Forscherin Heike Riel vom IBM Rüschlikon-Labor. "Zusätzlich hoffen wir, noch weitere, bisher unbekannte Eigenschaften zu entdecken, die Silizium und verwandte Materialien nicht haben."

Quelle: Pressemitteilung IBM Deutschland