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C.2 Energieeffiziente Nanoelektronik

Stipendiat/in: Fabian Thome

Das Projekt C.2 verstärkt die Forschung und Lehre des Graduiertenkollegs auf dem Gebiet der energieeffizienten Nanoelektronik auf der Basis von Verbindungshalbleitern. Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung von nanoelektronischen Schaltungen aus Halbleitermaterialien mit kleiner Bandlücke (InGaAs, InGaSb) zur Wandlung kleinster Spannungen und Leistungen sowie zur Verstärkung kleinster elektrischer Signale. Die Nutzung und Speicherung kleinster Energiemengen, die z.B. durch thermoelektrische oder piezoelektrische Mikrogeneratoren gewonnen werden, bedarf einer  Spannungswandlung zur effizienten Ladungsspeicherung in Kapazitäten. Diese in Kapazitäten gespeicherte Ladung kann über elektronische Konverter zur Aufladung von Akkumulatoren genutzt werden, die in der Lage sind, ausreichende  Versorgungsspannungen und elektrische Leistungen an medizinische oder sensorische Systeme abzugeben. Ziel des Projektes ist das Design, die Epitaxie und Prozessierung sowie die Testung und Optimierung von nanoelektronischen Schaltungen aus InGaAs- und InGaSb-basierten methamorphen „high electron mobility“ Transistoren (m-HEMT) für kleinste elektrische Leistungen. Aufgrund der geringen Bandlücke der verwendeten Kanalmaterialien (Eg(InAs) = 0.36 eV und Eg(InSb) = 0.17 eV) ermöglichen diese Transistoren einen rauscharmen Betrieb bei kleinsten Spannungsniveaus (etwa 100 mV, dies entspricht z.B. dem Aktionspotential von einzelnen Synapsen) auf kostengünstigen

 

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