Hightech-Chips dank MOFs immer kleiner

Neue Isolatoren bilden dank Metallionen und organischen Molekülen stabilen isolierenden Kristall. [...]

MOF-Material füllt die Räume zwischen den Leiterbahnen. (c) Rob Ameloot)

Mikroprozessoren und andere Halbleiter-Bauelemente benötigen künftig weniger Strom und sind kleiner als jene, die es heute gibt. Das soll mit einer neuen Isolationstechnik gelingen, die Forscher an der Katholischen Universität Löwen entwickelt haben. Sie nutzen sogenannte Metallorganische Gerüstverbindungen (MOF). Das sind hochporöse „Legierungen“ aus Metall und organischem Material, das als Bindemittel fungiert.

Mit Oxid überzogen

Damit ein solcher Hochleistungs-Chip funktionsfähig bleibt, müssen dessen Elemente voneinander durch einen Isolator getrennt werden. Das ist laut Forscher Rob Ameloot im Nanobereich eine höchst anspruchsvolle Aufgabe: „Wir nutzen MOFs, weil die darin enthaltenen Metallionen und organischen Moleküle einen stabilen isolierenden Kristall bilden“, sagt Ameloot.

„Wir überziehen das Bauteil mit einem Oxid. Dann lassen wir es mit dampfförmigen organischen Molekülen reagieren“, ergänzt Mikhail Krishtab, der zum Team gehört. Dabei dehnt sich das Material aus und bildet nanoporöse Kristalle, die die Räume zwischen den winzigen Bauelementen ausfüllen. „Man kann den Vorgang mit einem Soufflé vergleichen“, so der Forscher. „Es dehnt sich im Ofen aus und wird sehr leicht.“

Waferbasierte Lösungen

Partner der Forscher ist Imec, eins der größten Forschungszentren für Nano- und Mikroelektronik in Europa, ebenfalls in Löwen. „Wir haben das Know-how, waferbasierte Lösungen zu entwickeln und sie in den industriellen Produktionsmaßstab zu überführen“, sagt Imec-Forscherin Silvia Armini. Die wenig Strom verbrauchenden Hochleistungschips seien unumgänglich für rechenintensive Prozesse, die für Künstliche Intelligenz und autonom fahrende Autos benötigt werden, erklärt Ameloot abschließend.


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