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Technische Universität München

Phosphor und Arsen als Konkurrenz zu Graphen?

9. Juli 2015, 13:45 Uhr | Ralf Higgelke

Kristalle aus halbleitendem schwarzem Arsen-Phosphor

Der Nobelpreis 2010 machte Graphen über Nacht berühmt, doch regt sich bereits Konkurrenz. Auch aus schwarzem Phosphor, der Arsen enthält, kann man solche Schichten herstellen. Nun haben Chemiker der TU München zusammen mit amerikanischen Kollegen daraus Feldeffekttransistoren gebaut.

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Seit vielen Jahrzehnten ist Silizium die Basis der modernen Elektronik. Bisher konnte die Siliziumtechnik für immer kleinere Geräte immer kleinere Transistoren herstellen, doch langsam stößt die Größe von Siliziumtransistoren an ihre physikalische Grenze. Darüber hinaus ist Silizium hart und spröde, doch die Konsumenten hätten gerne flexible Geräte, die sich beispielsweise in Kleidung einarbeiten lassen und vieles mehr. All dies hat einen Wettlauf um neue Materialien ausgelöst, die Silizium eines Tages ersetzen könnten.

Ein solches Material könnte Arsen enthaltender schwarzer Phosphor sein. Wie das Graphen, das aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen besteht, bildet es dünnste Schichten. Die Bandbreite seiner Anwendungen reicht von Transistoren, über Sensoren bis hin zu mechanisch flexiblen Halbleiterbauteilen. Anders als beim Graphen, dessen elektronisches Verhalten dem von Metallen ähnelt, verhält sich dieses Material wie ein Halbleiter.