Die Väter der Informationstechnologie

News: Die Väter der Informationstechnologie

Ihre Erfindungen beherrschen die Welt - nicht erst seit gestern. Sie bringen die unzähligen Computer, Mobiltelefone und das Internet auf Trab, sie steuern alle erdenklichen Geräte von Waschmaschinen bis zu Weltraumsonden. Nach vielen Jahren erhielten die Entdecker und Erfinder nun den Nobelpreis für Physik: Jack S. Kilby für die Erfindung des integrierten Schaltkreises sowie Zhores I. Alferov und Herbert Kroemer für die Entwicklung von Halbleiter-Heterostrukturen.

Einige der Forschungseinrichtungen, in denen die Nobelpreisträger im Fach Physik des Jahres 2000 ihre ausgezeichneten Arbeiten durchführten, existieren schon seit Jahrzehnten nicht mehr. Doch ihre Erfindungen sind aus der Welt von heute nicht mehr wegzudenken. Denn sie steuern fast alle elektrischen Geräte.

Das Herzstück eines jeden modernen Rechners schuf der Amerikaner Jack S. Kilby. Einige Jahre vor seinem Durchbruch hatte schon der Transistor die Radioröhre ersetzt, was dazu führte, dass sich auf einen Schlag zehn Mal so viele Bauteile in einem Gerät unterbringen ließen. Doch schon bald war auch deren Grenze erreicht, weil sie sich ebenfalls nicht in beliebiger Anzahl zusammensetzen lassen. Abhilfe versprach, Transistoren, Widerstände und Kondensatoren in einem einzigen Bauelement aus Halbleitern unterzubringen – einem integrierten Schaltkreis. Die erste Realisierung eines solchen Bausteins gelang dem Amerikaner im Jahr 1958. Dadurch ermöglichte er erst die ständig fortschreitende Miniaturisierung von Mikroprozessoren, hin zu den heute allgegenwärtigen Computern.

Mit Halbleitern beschäftigten sich auch der aus Weißrussland stammende Alferov und der gebürtige Deutsche Kroemer. Sie brachten die Elektronik vor allem durch die Entwicklung so genannter Halbleiter-Heterostrukturen voran. Während herkömmliche Halbleiterbauteile hauptsächlich aus Silizium bestehen, wechseln sich in Heterostrukturen verschiedene Materialien in dünnen Schichten ab, zum Beispiel Galliumarsenid und Aluminium-Galliumarsenid. Die Dicke der einzelnen Lagen liegt zwischen der Größe einiger Atome und wenigen Mikrometern.

Anwendung finden Heterostrukturen zum Beispiel in der Kommunikation über Satelliten oder bei der Rauschunterdrückung in Mobiltelefonen. Als Grundlage von Halbleiterlasern dienen sie als optische Datenspeicher, Leseköpfe in CD-Spielern und in Strichcode-Lesegeräten in Supermarkt- und Kaufhauskassen. Dioden, die mit solchen geschichteten Halbleitern hergestellt werden, eignen sich vor allem als Warnsignale wie zum Beispiel Bremsleuchten im Auto. Somit hat praktisch jeder Mensch etwas mit den Erfindungen von Alferov und Kroemer zu tun – zumindest in den Industrienationen.

Alferov und Kroemer können sich über je ein Viertel, Kilby hingegen über die Hälfte des mit umgerechnet gut 2 000 000 Mark dotierten Preises freuen. Neben Kilby gilt auch Robert Noyce als Erfinder des integrierten Schaltkreises. Doch für ihn kommt die Ehrung zu spät: Er starb im Jahr 1990.

Siehe auch

Spektrum Spezial vom 10.10.2000
"Nobelpreis für Physik 2000"
Spektrum Ticker vom 27.9.2000
"Theoretisch winzige Chips"
Spektrum der Wissenschaft 2/96, Seite 70
"Herausforderung 'Komma eins'"
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