Die Aserbaidschanische Staatliche Nachrichtenagentur

Der Computer-Lüfter wird mit Graphen überflüssig

Baku, den 15. März (AZERTAG). Die NSA benötigt täglich 6,5 Millionen Liter Wasser zum Herunterkühlen der Computer. Neue Konzepte für stromsüchtige Rechner werden dringend gebraucht. Graphen wäre da eine Lösung für moderne Chips.

Schon unseren Großeltern half ein spitzer Bleistift beim Rechnen. Wenn die Träume der Festkörperphysiker wahr werden, könnte das Basismaterial des klassischen Schreibgerätes bald eine Renaissance erfahren und an die alte Bedeutung anknüpfen. Denn die Mine besteht aus dem Kohlenstoff Graphit, und das könnte als Basis für „grüne PCs“ dienen. Allerdings in einer ganz bestimmten, erst seit wenigen Jahren bekannten Form: dem Graphen (gesprochen mit langem „e“). Vor allem das notorisch stromsüchtige Rechnerherz - die CPU - soll nicht länger der Heizofen des Rechners sein.

Unfreiwillig wirken die Verbindungsleitungen zwischen den 2,4 Milliarden Transistoren auf einem aktuellen Computerchip wie die Widerstandsdrähte in einem Heizkissen. Nur ein Bruchteil des Stromes dient wirklich dem Rechnen. Der Rest produziert Abwärme, die ein Lüfter beseitigen muss, um den Chip vor dem Hitzetod zu bewahren. In einem verlustarmen Leiter würden die Elektronen ohne Hindernisse durch die Gitterstruktur gleiten, das Material bliebe kühl, der Stromverbrauch würde dramatisch sinken und der Lüfter wäre überflüssig.

Genau so verhält sich die Graphen-Struktur, die Professor Christoph Tegenkamp und sein Team an der Universität Hannover im Jahr 2013 im Labor erzeugten und untersuchten. Die jetzt veröffentlichten Ergebnisse sorgten in der Fachwelt für Aufsehen. Durch einfaches Heizen eines nanostrukturierten Siliziumcarbid Kristalls entstehen an den Kanten kleinste Graphen-Strukturen. Diese Modifikation leitet den Strom drei bis vier Größenordnungen besser als die bisher veröffentlichten Proben. Und das bei Zimmertemperatur.

Kein Ohmmeter aus dem Kaufhaus - Die Wissenschaftler messen den Widerstand natürlich nicht wie normale Zeitgenossen mit dem Ohmmeter aus dem Kaufhaus, sondern mit einem 1,25 Millionen Euro teuren 4-Spitzen STM/SEM, das die Vorteile eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) mit denen eines Rastertunnelmikroskops (STM) vereint. Dieses ist weit empfindlicher als klassische Widerstandsmesser und kann mit Hilfe seiner feinen Spitzen atomgenau positioniert werden.

Die Wissenschaftler reden auch nicht von „Widerstand“, sondern von Streuungen der Elektronen an Störstellen im Leiter. Genau diese Streuungen haben sie minimiert. Die Elektronen rauschen durch das Graphen wie ein Tennisball durch die Luft. Ursache ist der Einfluss der Graphen-Ränder, die bei 1300 Grad Celsius in einem zickzackförmigen Muster aufwachen, wenn man die Substanzen im Ofen geeignet orientiert.

„Durch die Modifikation der Ränder sank der elektrische Widerstand des Streifens mindestens um den Faktor Tausend. Er ist jetzt fast nicht mehr messbar und nahezu null“, erklärt Tegenkamp, „so entstand ein perfekter Leiter.“

Massive Drähte aus Graphen - Ideale Leiter werden überall in der Technik sehnsüchtig erwartet, doch noch spekuliert kein ernst zu nehmender Physiker über die Möglichkeit, aus den winzigen Graphen-Proben vielleicht einmal massive Drähte für Magnete oder für Stromtrassen zu fertigen. Schon zu viele Wundermaterialien sind auf dem Weg vom Labor in die Großtechnik an unüberwindlichen Schwierigkeiten gescheitert, an die zuvor niemand gedacht hatte.

Am weitesten sind die Techniker aktuell bei der Integration der Graphene in die Mikroelektronik. Es gibt viele hoffnungsvolle Ansätze und der Leidensdruck ist groß. Die Abwärme der Mikroprozessoren ist kaum noch zu bewältigen.

Es läge nahe, die Taktraten der Chips vom Gigahertz- in den Terahertz-Bereich zu verschieben. Doch da stößt das Ausgangsmaterial Silizium an seine physikalischen Grenzen. Graphen dagegen - das zeigten Experimente bei IBM in den USA - kommt problemlos mit solch hohen Frequenzen klar. Am 30. Januar 2014 stellten IBM Forscher den zurzeit am weitesten entwickelten Graphen-Chip vor. Es handelt sich noch um ein Labormuster, aber es ist bereits ein voll funktionsfähiger Chip.

Supercomputer soll Geheimnis lüften - Hundertprozentig verstanden ist das neue Material aber noch lange nicht. Bereits eine winziger, nur 200 mal 200 Atome große Streifen enthält 40.000 Atome. Für alle Atome und alle Elektronen im Streifen müssen komplizierte, quantenmechanische Gleichungen gelöst werden. Eine exakte Berechnung scheidet wegen des großen Rechenaufwandes aus. Näherungsverfahren sind gefragt.

Mit diesen Fragestellungen beschäftigt sich Professor Tim Wehling vom Institut für Theoretische Physik der Uni Bremen. Er hat bereits Rechenzeit bei den Superrechnern des Norddeutschen Verbundes für Hoch- und Höchstleistungsrechnen avisiert, um mit Hilfe der „Quanten-Monte-Carlo-Simulation“ dem neuen Material einiges von seinen Geheimnissen zu entlocken. Diese Hinweise werden dann bei der Fertigung weiterer Proben berücksichtigt. In einem guten halbe Jahr sollen die Ergebnisse der Berechnungen vorliegen. Dann werden die Experimente weiter gehen.

 

Nachricht in sozialen Medien teilen

Folgen Sie uns auf Social

Präsident Ilham Aliyev empfängt britischen Staatsminister für Verteidigung VIDEO

Aserbaidschan und China gründen gemeinsamen Investitionsfonds über eine Milliarde US-Dollar

Treffen mit Beobachtern der gemeinsamen Militärübung „Power of Unity – 2026“

ANAS und Pakistans Northern University unterzeichnen Kooperationsabkommen

Präsident Ilham Aliyev besucht Ausstellungen ADEX 2026 und Securex Caspian VIDEO

Ölpreise an Börsen steigen

Große Rückkehr: 42 weitere Familien kehren in ihr Heimatland zurück

Aserbaidschanische Delegation hält mehrere Treffen im Iran ab

Erdbeben im Kaspischen Meer

Präsident Ilham Aliyev: Qualität aserbaidschanischer Verteidigungsprodukte wird international hoch geschätzt

Gold- und Silberpreise legen zu

Präsident: Stärkung der Verteidigungsfähigkeit gehört zu den Prioritäten der staatlichen Politik Aserbaidschans

„ADEX 2026“ und „Securex Caspian 2026“ in Baku eröffnet

Preis von Azeri Light kostet mehr als 118 US-Dollar

Aserbaidschan und Weltbank erörtern Zusammenarbeit beim CRAIS-Projekt

Leyla Aliyeva trifft Präsidentin des Governatorats der Vatikanstadt

Aserbaidschan und Heiliger Stuhl erörtern künftige gemeinsame Programme

Leyla Aliyeva trifft Sekretärin der Päpstlichen Kommission für Sakrale Archäologie in Rom

Iranischer Präsident empfängt stellvertretenden Premierminister Aserbaidschans

Aserbaidschan und Belarus erörtern Perspektiven der Verteidigungszusammenarbeit

Aserbaidschan richtet 2027 Jahrestreffen der AIIB aus

Aserbaidschan und Sudan erörtern militärisch-technische Zusammenarbeit

Leyla Aliyeva nimmt an Eröffnung einer Ausstellung aserbaidschanischer Teppiche im Vatikan teil

Aserbaidschan und Kasachstan bauen Zusammenarbeit im Bildungsbereich aus

Deutscher Botschafter besucht Aserbaidschanische Sprachenuniversität

Aserbaidschanische Nationale Anti-Doping-Agentur nimmt an internationaler Veranstaltung in London teil

Amerikanischer Basketballspieler wechselt zu aserbaidschanischem Klub

Aserbaidschan und Russland wollen Zusammenarbeit im Rechtsbereich ausbauen

FIFA-Präsident veröffentlicht Beitrag über Treffen mit Präsident Ilham Aliyev

Historisches Erbe Westaserbaidschans: Karawanserei Schah Abbas

Erdbeben der Stärke 3,4 an der Grenze in Lankaran

Einnahmen aus Goldexporten Aserbaidschans steigen um 28,7 Prozent

Peruanischer Radiosender widmet Uzeyir Hajibeyli Sonderprogramm

Weitere 30 ukrainische Kinder zur Rehabilitation in Aserbaidschan eingetroffen

Mitteilung des Pressedienstes des Präsidenten

Baku richtet erstmals CAMCA-Regionalforum aus

Türkei präsentiert COP31 in New York

Internationales Turnier „Mingachevir Regatta-2026“ in Füsuli gestartet

Dokumentarfilm „Harmony“ in Rom vorgestellt

Neue archäologische Funde im “Mesopotamien des Südkaukasus“

Präsident Ilham Aliyev empfängt FIFA-Präsident Gianni Infantino VIDEO

Gründung einer “Cisco“-Akademie in Aserbaidschan erwogen

216 Schwimmer aus 44 Ländern starten beim Weltcup in Baku

Zentralbank und Standard Chartered erörtern Integration der aserbaidschanischen Finanzmärkte in das internationale Finanzsystem

Aserbaidschan präsentiert sein kulturelles Erbe und touristisches Potenzial in Peru

Verstappen erhält „Azerkhalcha“-Teppich zum Sieg beim Aserbaidschan-Grand-Prix 2025

In russischer Oblast Jaroslawl regionaler Trauertag ausgerufen

Investitionen in Aserbaidschans IKT-Sektor steigen um mehr als 49 Prozent

Aserbaidschan und Italien erörtern Ausbau der Zusammenarbeit im Bereich Petrochemie

Gold- und Silberpreise gesunken

Ölpreise an den Börsen gestiegen

Aserbaidschanisches Öl wird für 122,49 Dollar verkauft

Aserbaidschan und Iran beraten über Ausbau der Zusammenarbeit

Konferenz zu Rückkehrrecht und Dekolonisierung bei den Vereinten Nationen

Carlyle Corbin: Kontinuierliche Arbeit der Baku-Initiativgruppe zur Dekolonisierung ist wichtig

„Sumgayit“ verpflichtet US-Basketballer

Aserbaidschanische Kickboxer gewinnen 16 Medaillen bei Weltmeisterschaft

Aserbaidschanischer Klub verpflichtet neue Volleyballspielerin

Aserbaidschanische Boxer gewinnen zehn Medaillen in China

Aserbaidschan gewinnt Teamwertung beim Beach-Wrestling-Finale in Griechenland

Ein Verletzter bei Minenexplosion in Schuscha

In Sumgayit sollen jährlich bis zu 300 Elektrobusse montiert werden

Kasachische Delegation besucht Zentralbank Aserbaidschans

Aserbaidschanischer Kunstturner gewinnt Bronze in Paris

Aserbaidschanische Teekultur in Brüssel präsentiert

Aserbaidschanische Universität nimmt an internationalem Austauschprogramm teil

Aserbaidschanische Hapkido-Sportler gewinnen 13 Medaillen

Aserbaidschan verbindet Energie- und Logistikpotenzial zu stabilem Wirtschaftsstandort

Ministerium für Jugend und Sport und ECO erörtern Zusammenarbeit

Fenerbahçe reist am 2. Oktober zu Freundschaftsspiel nach Aserbaidschan

Aserbaidschan bei zehnter Plenarsitzung des Lenkungsausschusses für Bildung des Europarats vertreten

Vertreter der albanisch-udischen christlichen Gemeinde Aserbaidschans besuchen Klosterkomplex Khudavang in Kelbadschar

ASCO-Fähren verzeichnen Anstieg beim Kraftfahrzeugtransport

Aserbaidschanischer Fechter gewinnt Bronze in Ungarn

Goldpreis fällt um 107 Dollar

Zentralbank Aserbaidschans und Citigroup erörtern Ausbau der strategischen Partnerschaft

Aserbaidschan und Türkei bauen Zusammenarbeit im Bereich Schach aus

Mahir Mammadov für dritte Amtszeit zum FIDE-Vizepräsidenten wiedergewählt

ANAMA: Mehr als 1.600 Minen und Blindgänger in einer Woche geräumt

Mitteilung des Pressedienstes des Präsidenten

Ölpreise an Börsen zugelegt

Verteidigungsministerium präsentiert Video-Rückblick auf Ereignisse vergangener Woche

Türkischer Präsident: Garabagh ist aserbaidschanisches Gebiet und wird es für immer bleiben

Aserbaidschan startet mit 1:1 gegen Litauen in UEFA-Nationenliga

AZERTAC-Mitarbeiter besuchen Siegespark

Video über Besuch von Präsident Ilham Aliyev im Siegespark veröffentlicht VIDEO

FIA-Präsident: Baku City Circuit besticht durch seine Einzigartigkeit

Staats- und Regierungsvertreter besuchen Siegespark in Baku

Gedenktag: Helden des Sieges mit tiefem Respekt geehrt

27. September – Beginn des 44-tägigen Weges zum Sieg

Gefallene in Aserbaidschan mit Schweigeminute geehrt

Menschenrechtsbeauftragte veröffentlicht Erklärung zum Gedenktag

Stellvertretender Außenminister: Aserbaidschan will 2027 UNAOC-Weltforum ausrichten

Aserbaidschan startet in UEFA-Nationenliga

Aserbaidschans Außenminister führt in New York 37 bilaterale Gespräche und unterzeichnet 17 Dokumente

Gedenktag: Präsident Ilham Aliyev besucht Siegespark in Baku VIDEO

Beitrag von First Lady Mehriban Aliyeva zum Gedenktag am 27. September veröffentlicht

Außenministerium Aserbaidschans veröffentlicht Erklärung zum Gedenktag am 27. September

Gedenktag am 27. September: Auf Social-Media-Accounts von Präsident Ilham Aliyev ein Beitrag veröffentlicht

Dokumentarfilm zum Gedenken an den 27. September in Rom vorgeführt