Unzählige Reagenzgläser in Reih und Glied, Bechergläser mit farbigen Flüssigkeiten auf Heizplatten, ein typisches Chemielabor. Niemand würde vermuten, daß hier elektronische Bauteile für Computerchips entstehen. Das Institut für Physikalische Chemie der Universität Hamburg stellt unter der Leitung von Prof. Horst Weller die wohl kleinsten Transistoren der Welt her. Sie bestehen aus nur 10 bis 10 000 Atomen und haben einen Durchmesser von wenigen Nanometern (ein Nanometer ist ein millionstel Millimeter). „In so kleinen Transistoren kann man mit einzelnen Elektronen Schaltprozesse durchführen”, sagt Weller. „ Das ist dann allerdings das Ende der Miniaturisierung, denn Elektronik funktioniert mit Elektronen, und weniger als ein Elektron geht nun mal nicht”. Zur Zeit gibt es jedoch weder eine geeignete Platine noch elektrische Leitungen, die klein genug wären, um mit Wellers Nanotransistoren tatsächlich Computerchips zu bauen. Für elektronische Schaltkreise dieser Größenordnung muß alles neu erfunden werden. Genau dieses Ziel hat sich ein von der Europäischen Union gefördertes Projekt gesetzt. Koordiniert vom Forschungslabor der Sony Europa, haben die Universitäten von Wien, Barcelona, Hamburg und Dublin sowie das Nationale Strukturforschungsinstitut Irland die Aufgaben unter sich aufgeteilt: Als Platine dient ein Proteinkristall, der in Wien entwickelt wird. Das Kristall hat in regelmäßigen Abständen Vertiefungen – ähnlich wie eine Steppdecke – in denen die Hamburger Nanotransistoren Platz finden sollen. Die Forscher in Barcelona sind für die Verdrahtung des Chips zuständig. Sie versuchen zu diesem Zweck, DNA-Moleküle mit einem dünnen Metallfilm zu überziehen. Die beiden irischen Forschungsgruppen haben die Aufgabe, die winzigen Chips an richtig dicke Drähte anzuschließen und so mit der „normalen” Außenwelt zu verbinden. Das Erstaunlichste an diesem Projekt ist jedoch nicht die Winzigkeit der einzelnen Bauelemente, sondern die Herstellungsmethode: Nach dem Prinzip der Selbstorganisation sollen Platine, Transistoren und Drähte von alleine zusammenwachsen. „Solche Erkennungsmechanismen sind aus der Biochemie bekannt”, sagt Weller. „Dort werden mit hoher Präzision DNA-Sequenzen genau an die Stellen angekoppelt, an denen man sie haben will.” Noch geht es um Grundlagenforschung. In diesem dreijährigen Projekt soll gezeigt werden, daß eine solche Selbstorganisation möglich ist. „Wir haben dann vielleicht einen Chip mit zehn mal zehn Transistoren”, hofft der Hamburger Chemiker. „Bis zu einer anwendungsreifen Technologie brauchen wir dann aber noch mindestens zehn Jahre.”
Klaus Schoepe
