Nanotechnologie

Viren als digitale Speicher

DruckenVersendenSpeichernVorherige Seite

Werden herkömmliche Siliziumscheiben bald ersetzt?

27. November 2006 Viren sind in der Regel eine Plage, ob sie nun einen Schnupfen verursachen oder in Form eines Programms einen Computer befallen. Viren, und hierbei sind die überwiegend aus Nukleinsäuren bestehenden Organismen gemeint, können jedoch auch recht nützlich sein, wie amerikanische Forscher kürzlich herausgefunden haben.

Auf der Grundlage eines Tabakmosaikvirus und winziger Platinpartikeln haben sie einen elektronischen Speicherbaustein konstruiert. Das hybride Bauteil beeindruckt vor allem durch rasante Schaltzeiten, die nur ein Tausendstel der Schaltzeiten herkömmlicher Speicherelemente auf der Basis von Silizium betragen.

Zehn Nanometer große Platinpartikel

Das Tabakmosaikvirus ist ein stabförmiger, etwa 300 Nanometer langer Erreger, der ausschließlich Pflanzen infiziert. Zur Fertigung des Speicherelements haben die Forscher von der University of California in Los Angeles und in Riverside die Oberfläche eines Tabakmosaikvirus mit winzigen, etwa zehn Nanometer großen Platinpartikeln versehen.

Anschließend wurde das Konstrukt in Kunststoff eingebettet und zwischen zwei Metallelektroden gebracht. Als die Wissenschaftler eine Spannung anlegten, beobachteten sie, daß sich das hybride Gebilde wie ein Transistor verhielt, der zwei verschiedene Zustände annahm, die sich als digitale „1“ oder „0“ interpretieren lassen.

Schaltvorgang in hundert Mikrosekunden

Im Zustand „Aus“, also ohne elektrische Spannung, ist die Leitfähigkeit vergleichsweise niedrig und der Stromfluß entsprechend gering. Sobald jedoch mindestens drei Volt anliegen, sinkt der elektrische Widerstand, und es fließen deutlich mehr Elektronen - der Schalter ist auf „Ein“ gestellt. Die Ursache für den erhöhten Stromfluß ist nach Ansicht der Forscher um Yang Yang und Cengiz Ozkan die Ladungsverschiebung von der elektronenreichen Proteinhülle des Virus hin zu den Metallteilchen.

Dadurch können die Ladungsträger von einem Platinpartikel zum nächsten wandern. Verringert man die Spannung auf minus 2,4 Volt, so kehrt das System in seinen Ausgangszustand zurück, und es fließen nur noch wenige Elektronen. Der ganze Schaltvorgang benötigt nur hundert Mikrosekunden und verläuft damit tausendmal so schnell wie bei herkömmlichen Halbleiterchips.

Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift „Nature Nanotechnology“ (Bd. 1, S. 77) berichten, läßt sich der Schaltvorgang nur rund 400 Mal wiederholen. Danach zersetzt sich das System allmählich. Die Anordnung ist bislang nur in der Lage, ein Bit zu speichern. Yang und seine Kollegen arbeiten deshalb bereits an einer Möglichkeit, die mit Platin bestückten Viren in größerer Zahl so anzuordnen, daß sie mehr Daten speichern können.

Text: ubi. / F.A.Z., 28.11.2006, Nr. 277 / Seite 38
Bildmaterial: dpa

DruckenVersendenSpeichernVorherige Seite

Lesezeichen

Verlagsinformation

Medikamente günstig einkaufen Preisvergleich für Medikamente und Apotheken-Produkte. Mehr als 90 Apotheken im Vergleich.