MEM-Modul - Swiss Nano Cube
MEM-Modul - Swiss Nano Cube
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Folie 11<br />
<strong>Nano</strong>-Elektronik<br />
<strong>MEM</strong>-<strong>Modul</strong> / Gesamtversion<br />
Die Herstellung und Nutzung üblicher Halbleiter aus Silizium-Atomen bereiten<br />
zunehmend Probleme. Bei der Herstellung werden Halbleiterstrukturen mit Lithografie<br />
auf die Wafer übertragen. Um kleinere Schaltkreise herzustellen wird mit immer<br />
kürzeren und schwerer beherrschbaren Wellenlängen gearbeitet. Damit steigt mit jeder<br />
neuen Halbleiter-Generation der Investitionsaufwand. Ausserdem stellt die<br />
Wärmeentwicklung der immer dichter gepackten Schaltkreise ein weiteres zentrales<br />
Problem dar.<br />
Kohlenstoff-<strong>Nano</strong>röhrchen eignen sich, um Silizium in Halbleiterbauelementen zu<br />
ersetzen. Das ist spätestens dann der Fall, wenn die Halbleiterstrukturen nicht weiter<br />
verkleinert werden können.<br />
Die Kohlenstoff-Nadeln sind ein Material mit vielseitigen Eigenschaften. Legt man ein<br />
elektrisches Feld an zwei benachbarte <strong>Nano</strong>tubes, verbiegen sie sich und kleben<br />
aneinander, bis ein Spannungsimpuls sie wieder trennt. Diese Eigenschaft entspricht<br />
einem elektromagnetischen Schalter, der vielleicht als nichtflüchtige Speicherzelle<br />
verwendbar ist. <strong>Nano</strong>tubes können p- und n-dotiert sein. Auf diese Weise lassen sich<br />
pn-Übergänge herstellen.<br />
In Zukunft werden Drähte und Röhren aus <strong>Nano</strong>strukturen zur Stromleitung und zur<br />
Datenspeicherung genutzt. <strong>Nano</strong>tubes ermöglichen eine um bis zu drei<br />
Grössenordnungen grössere Stromdichte als vergleichbar kleinere Kupferdrähte.<br />
Folie 12<br />
<strong>Nano</strong>roboter<br />
Im Jahre 1959 hielt der amerikanische Physiker Richard Feynman seinen Vortrag<br />
„There's plenty of room at the bottom“, der ihn bis heute berühmt machte. Ausgehend<br />
vom damaligen Stand der Technik gab er einen Überblick über die durch physikalische<br />
Gesetze vorgegebenen Grenzen aber auch Möglichkeiten der Miniaturisierung. Was<br />
damals abwegig erschien ist heute ein anerkanntes Ziel geworden. Eine<br />
vielversprechende Forschungsrichtung der <strong>Nano</strong>technologie ist der Bereich der<br />
<strong>Nano</strong>roboter. Winzige Maschinen die nützlich in allen erdenklichen Bereichen (vor<br />
allem der Medizin) sein könnten, ist die Vision.<br />
„Medizinische <strong>Nano</strong>roboter könnten Viren und Krebszellen zerstören, beschädigte<br />
Strukturen reparieren, angesammelte Abfälle aus dem Gehirn entfernen und dem<br />
Körper wieder jugendliche Gesundheit bescheren.“ [Spektrum der Wissenschaft,<br />
Spezial, 2/2001].<br />
Der Nutzen in der Medizintechnik liegt auf der Hand. Teilchen und Maschinen im<br />
<strong>Nano</strong>massstab durch den menschlichen Körper an ein bestimmtes Ziel zu steuern, um<br />
dort eine programmierte Aufgabe zu erfüllen oder einen bestimmten Stoff freizusetzen,<br />
ist eine logische Konsequenz für die Anwendung von <strong>Nano</strong>robotern.<br />
© <strong>Swiss</strong> <strong>Nano</strong>-<strong>Cube</strong> www.swissnanocube.ch 76/125