Die traditionelle Transistor /Halbleitertechnologie, wie sie in den heutigen Chips verwendet wird, so ist man sich in Wissenschaftlerkreisen einig, wird irgendwann in den nächsten Jahren aus rein physikalischen Gründen an ihre Grenzen stossen – sprich, ihre Leistungsfähigkeit kann nur bis zu einer gewissen Grenze erhöht werden.

In Universitäten und Unternehmen wird darum fieberhaft nach der Zukunftstechnologie geforscht, welche die heutige Transistortechnologie ablösen könnte. Gesucht wird dabei in verschiedenste Richtungen, von aus einzelnen Molekülen bestehenden Minischaltern, bis zur Quantentechnologie.

Wissenschaftler der Universität von Rochester haben nun einen weiteren potentiellen Nachfolger für den traditionellen Transistor entwickelt, den "Ballistic Deflection Transistor". Damit, so glauben sie, könnte man in relativ naher Zukunft CPUs bauen, die bis zu tausend Mal schneller getaktet sein könnten, als die heute gebräuchlichen Chips. Das Team hat nach eigenem bekunden auch bereits Fortschritte beim Bau eines funktionstüchtigen Prototypen erzielt

Bei herkömmlichen Transistoren müssen, so wie es das Wissenschaftlerteam erklärt, Elektronen immer wieder gestoppt und dann wieder in Bewegung gesetzt werden. Oder anders gesagt: Ein Im Transistor integrierter Kondensator wird mit Elektronen "gefüllt", um den Transistor in den Zustand "Eins" zu versetzen. Um ihn wieder auf "null" zurückzustellen, muss er wieder geleert werden. Professor Marc Feldman vergleicht dies mit einem Eimer, den man immer gefüllt und geleert wird – das braucht Energie und Zeit.

Dass der ballistische Transistor für einen Schaltvorgang wesentlich weniger Energie benötigt und ihn schneller ausführen könnte, erscheint aufgrund der Erklärung des Funktionsprinzips durch das Entwicklerteam recht plausibel. Beim ballistischen Transistor wird, so Feldman, im Prinzip mit den Elektronen Billiard gespielt (Uns erinnert es eher an Minigolf). Die Elektronen werden auf ein winziges Dreieck geschossen. Je nachdem, von welcher Kante des Dreiecks sie abprallen, bewegen sie sich nach links oder rechts. Gehen die Elektronen nach rechts würde das eine "Eins" darstellen, der Weg nach links eine "Null". Der Clou des Ganzen: Wie man aus der schematischen Abbildung nachvollziehen kann, genügt eine ganz kleine Richtungsänderung – sprich es braucht nur ganz wenig Energie – um die "Elektronenkugel" eindeutig nach rechts oder links zu schicken. (Hans Jörg Maron)

(Illustration: University of Rochester)