Speicher und Prozessor in einem Bauteil

An der Purdue University sind den Forschern Fortschritte im Chipbau gelungen, die bislang schwer zu erreichen waren. Sie haben einen Transistor gebaut, der sowohl Daten verarbeiten als auch abspeichern kann. In Zukunft sollen demnach auf einem einzigen Bauteil die Verarbeitungsfunktionen von Transistoren mit den Speichermöglichkeiten von ferroelektrischen RAM-Chips (FRAM oder FeRAM) integriert werden. Der grösste Hauptvorteil von FRAM ist, dass die dort gespeicherte Information nicht flüchtig ist wie bei DRAM (Dynamic Random Access Memory), das als Zwischenspeicher in PC verwendet wird. Somit gehen die im FRAM gespeicherten Daten nicht verloren, wenn der Rechner ausgeschaltet wird.

Die Kombination war bislang nicht möglich, weil die verwendeten Materialien sich nicht so einfach zusammenführen lassen. Wie die Purdue University in einer Mitteilung schreibt, habe es nämlich Probleme an der Schnittstelle zwischen dem ferroelektrischen Material und Silizium, dem Halbleitermaterial, aus dem Transistoren sind, gegeben.

Das Forscherteam rund um Professor Peide Ye hat nun die Lösung präsentiert. «Wir verwenden einen Halbleiter, der ferroelektrische Eigenschaften besitzt», berichtet Ye. Dadurch bräuchte man nur ein Material verwenden und habe daher keine Probleme mehr an den Schnittstellen, fährt er fort.

Bei dem Wundermaterial handelt es sich um Alpha-Indium-Selenid. Dieses besitzt zwar ferroelektrische Eigenschaften, ist aber im Gegensatz zu herkömmlichem ferroelektrischen Material kein Isolator. Alpha-Indium-Selenid wird also zum Halbleiter und kann somit die Aufgaben des Transistors übernehmen. Gleichzeitig lässt es sich als ferroelektrische Komponente verwenden, die bei Zimmertemperatur stabil ist und nur geringe Spannung benötigt, zwei Voraussetzungen für ein FRAM.