Mit Graphen umwickelte Drähte können die Chipgeschwindigkeit um 30 Prozent steigern

Fortschritte in der Technologie haben das schnellere Rechnen zu einer Nachfrage gemacht. Forscher haben Interesse an den grundlegenden Elementen des Chipdesigns gezeigt, um die Rechengeschwindigkeit zu verbessern. Und konnten Graphen auf eine weitere revolutionäre Art und Weise einführen.

Der Computerchip besteht aus einer großen Anzahl von Transistoren, die über Kupferdrähte verbunden sind, die mit einer Schutzhülle isoliert sind. Diese Abdeckhülle besteht aus Tantalnitrid. Tantalnitrid (TaN) wird als dielektrischer Isolatorfilm bei der Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet. Die Kupferdrähte in einem Chip sind extrem klein und dünn.

Von Stanford-Forschern durchgeführte Experimente zeigen, dass Graphen als wirksames und besseres Ummantelungsmaterial bei der Chipherstellung verwendet werden kann. Graphen ist ein Allotrop aus Kohlenstoff in Form von ein Atom dicken ebenen Schichten. Graphen bildet Struktureinheiten von Kohlenstoffnanoröhren.

Kupferdrähte sind das Medium, durch das verarbeitete Daten von Transistoren transportiert werden. Die Schutzschicht um Kupferdrähte erfüllt zwei Hauptfunktionen: Sie isoliert Kupfer vom Siliziumteil des Chips und ermöglicht die Bewegung von Elektronen.

Durch die Graphenummantelung können sich Elektronen schneller durch Kupferdrähte bewegen. Dies würde ferner einen schnelleren Datenaustausch über Transistoren ermöglichen. Die einatomige, dünnere und stärkere Schicht von Graphen um Kupferdrähte kann auf lange Sicht vorteilhaft sein, um die Chipgröße zu reduzieren.

Nach Stanford-Experimenten leistet Graphen effektiv die gleiche Arbeit wie die derzeit verwendete achtmal dickere Tantalnitridschicht. Der Bedarf der gegenwärtigen Technologie besteht darin, elektronische Komponenten zu minimieren. Durch viel dünnere Graphenschichten können die Chips weiter schrumpfen und die Funktion beschleunigen.

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In den derzeit verwendeten integrierten Schaltkreisen würde eine Graphenummantelung die Chipgeschwindigkeit abhängig von den Abmessungen der Drähte um 4 bis 17 Prozent erhöhen. Angesichts der technologischen Fortschritte und der schrumpfenden Transistoren wird geschätzt, dass die Graphenverpackung dazu beitragen würde, die Chipgeschwindigkeit in den kommenden zwei Generationen um 30 Prozent zu erhöhen.

H S Philip Wong, Elektrotechniker in Stanford mit einem Team von sechs Forschern, darunter zwei von der University of Wisconsin-Madison, wird die Arbeit an mit Graphen umwickelten Drähten auf den Symposien der VLSI-Technologie und -Schaltungen in Kyoto vorstellen. "Es wurde versprochen, dass Graphen der Elektronikindustrie seit langem zugute kommt, und die Verwendung als Kupferbarriere ist möglicherweise die erste Verwirklichung dieses Versprechens", sagte Wong. Graphen hat sich in vielerlei Hinsicht kontinuierlich als nützlich erwiesen. Diese Forschung ist eine weitere Ergänzung zu außergewöhnlichen Anwendungen dieses Materials. Hat Sie diese Technologie begeistert? Lass es uns in den Kommentaren wissen.