Computer ohne Transistoren oder Silizium: 2D-Magnete mit überlegenen Eigenschaften

Integrierte Schaltkreise mit unzähligen Transistoren, typischerweise aus Silizium, sind im Grunde überall. Vom Kühlschrank bis zum Hörgerät, vom Taschenrechner bis zum KI-Beschleuniger. Letzterer steht exemplarisch für ein Problem, das sich schon seit einer ganzen Weile langsam auftürmt.

Die Älteren werden sich vielleicht erinnern. Ein Intel 80386 zum Beispiel besaß keine Kühlung, weil nur wenige Watt Leistung durchflossen. Moderne Prozessoren und erst recht anspruchsvolle Grafikkarten genehmigen sich gern das Hundertfache - sind dabei natürlich auch überproportional leistungsfähiger.

Trotzdem stoßen die Schaltungen auch wegen des Strombedarfs an Grenzen. Und schon länger wird an sogenannten 2D-Magnet-Materialien geforscht, die dem Prinzip des Transistors folgen, aber sonst ziemlich anders funktionieren.

Das Bit bleibt also erhalten, nur der Weg dahin, ob nun die "0" oder die "1" steht, soll sich ändern. Leider funktionierten solche Stoffe ähnlich wie Supraleiter bisher nur bei extrem niedrigen Temperaturen.

Super unpraktisch, es braucht halt Raumtemperatur, vielleicht auch etwas darüber. Genau diesen Schritt konnte ein Team am MIT jetzt gehen. Mit zwei Lagen aus "2D-van-der-Waals-Magneten" konnte eine Schaltung konstruiert werden, die sich bei Normaltemperatur zuverlässig einstellen ließ.

Mit einer Legierung aus Eisen, Gallium und Tellur sowie einer zweiten, darauf aufgetragenen Legierung aus Wolfram und Tellur kommen zwar jede Menge seltenen Elemente zum Zug. Dafür zeigt sich zum ersten Mal die technische Realisierung, um integrierte Schaltungen gänzlich ohne Transistoren zu bauen - dafür mit 2D-Magneten.

Zudem lässt sich die Schaltung in mikroskopischer Größe bauen, sodass auch die Dichte von Transistoren vielleicht eines Tages erreicht werden kann. Zunächst muss die kommerzielle Produktion allerdings überhaupt erst einmal geprüft werden.

Noch viel entscheidender dürfte aber der extrem niedrige Strombedarf sein. Laut der Autoren der wissenschaftlichen Studie ist im Vergleich zur aktuellen Technik nur knapp 1 Prozent des Stroms nötig. Das würde nicht nur die Effizienz enorm steigern, auch Probleme beim Kühlen würden sich auflösen - wie beim guten alten 386er.