Techniklexikon

Kryoelektronik

Griech. Kryo, Eis. Gebiet der Elektronik, bei dem physikalische Vorgänge bei tiefsten Temperaturen, insbesondere die Supraleitung technisch genutzt werden. Die K. ist ein relativ junges Gebiet der Elektronik. Obwohl die Supraleitung schon 1911 entdeckt wurde, forcierten sich die Forschungsarbeiten erst nach der Voraussage und dem Nachweis des Josephson-Effekts 196263. Der Josephson-Effekt, der eine Kopplung von Supraleitung und Tunneleffekt darstellt, soll insbesondere zum Bau von extrem schnellen Digitalrechnern genutzt werden. Derartige Rechner befinden sich heute noch im Versuchsstadium. Aufgrund des hohen technisch-ökonomischen Aufwands für die Kühlung (meist mit flüssigem Helium mit einer Temperatur von 4, 2 K) werden sie nur dort Anwendung finden können, wo der hohe Aufwand durch die erreichbaren Geschwindigkeitsvorteile gerechtfertigt ist. Intensive Forschungsarbeiten an Halbleiterwerkstoffen mit einer höheren Ladungsträgerbeweglichkeit und maximalen Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger als bei Silicium können jedoch ebenfalls zu Bauelementen mit erhöhten Grenzfrequenzen führen, so daß derzeitig noch nicht klar ist, ob die K. eine breite technische Anwendung finden wird. Ein weiteres Einsatzgebiet der K. könnte die Mikrowellentechnik werden, da sich Jo-sephson-Elemente zur Erzeugung, Detektierung und Mischung derartiger Wellen eignen. Es sind Arbeitsfrequenzen bis in den heute noch völlig ungenutzten und mit anderen Bauelementen auch derzeitig nicht erreichbaren THz-Bereich (1012 Hz) möglich.