Stanen

© Yong Xu/Tsinghua University; Greg Stewart/SLAC

Science
11/26/2013

Zinn löst Graphen als weltbesten Stromleiter ab

Forscher haben es geschafft, Zinn in eine zweidimensionale Kristallstruktur zu bringen. Dieses "Stanen" ist nur ein Atom dick und leitet Strom ohne Verluste.

Das Wort Stanen setzt sich aus Stannum, dem lateinischen Wort für Zinn, und Graphen - mit dem das Material seine zweidimensionale Struktur teilt - zusammen. Forscher der Stanford University haben festgestellt, dass das Material ein topologischer Isolator ist - Strom kann nur entalng seiner Ränder, nicht aber im Inneren fließen. Wenn eine nur ein Atom starke Folie aus Zinn-Atomen mit Fluor-Atomen versetzt wird, leitet sie Strom entlang ihrer Kanten mit 100-prozentiger Effizienz und zwar bei Raumtemperatur.

Silizium-Ersatz

Shoucheng Zhang, der Leiter des Experiments, glaubt, dass Stanen die Geschwindigkeit und den Strombedarf zukünftiger Prozessoren enorm verbessern kann - falls andere Experimente, die derzeit weltweit in Arbeit sind, die Ergebnisse aus Stanford bestätigen. Zhang und sein Team forschen schon seit zehn Jahren an topologischen Isolatoren. Mit dem zweidimensionalen Zinn haben sie erstmals ein Material gefunden, das die exzellente Leitfähigkeit, die solche Materialien mitbringen, auch bei Zimmertemperatur behält. Durch das Einbringen von Fluor-Atomen bleibt die perfekte Leitfähigkeit laut den Forschern mindestens bis zu einer Temperatur von 100 Grad Celsius stabil.

Laut Zhang könnte das Material als Leiterbahn auf Chips zum Einsatz kommen, was den Strombedarf und die Wärmeentwicklung senken würde. Allerdings ist die Herstellung von Stanen nicht trivial. Derzeit können einzelne Lagen des Materials nicht im größeren Maßstab hergestellt werden. Zhang glaubt aber, dass Stanen das Potenzial hat, irgendwann das Silizium in der Chip-Herstellung zu ersetzen.