In diesem Forschungsprogramm werden neue Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik untersucht. In den drei Arbeitsgruppen des Forschungsprogramms werden vielversprechende Ansätze der Materialwissenschaft für zukünftige Bauelemente in der Mikroelektronik identifiziert. Das Forschungsprogramm umfasst ein weites Spektrum - von der Grundlagenforschung in den Materialwissenschaften bis zur angewandten Forschung an modernen Bauelementen. In komplexen Bauelementen wird eine Vielfalt heterogener Materialsysteme zur analogen, digitalen, neuromorphen, quantenmechanischen und optischen Signal- und Datenverarbeitung zusammengeführt. Neben diesen Forschungskonzepten für moderne Bauelemente bietet die „More than Moore“-Strategie der Mikroelektronik eine gute Ausgangsposition für Innovationen im medizintechnischen Bereich.
Die Integration von "More than Moore"-Bauelementen in die Mikroelektronik, basierend auf neuen Material- und/oder Konzepten, ist eine komplexe Herausforderung, die Erfahrung in verschiedenen Forschungsgebieten erfordert. Der Aufgabenbereich der Abteilung Materialforschung umfasst daher ein weites Spektrum, inklusive Grundlagenforschung in den Materialwissenschaften sowie technologiebezogene Forschung im Bereich Bauelementintegration.
Der Erfolg dieses Ansatzes beruht vor allem auf der engen Zusammenarbeit mit allen Abteilungen des IHP. Zusätzlich ist das IHP mit führenden Forschungseinrichtungen und Universitäten weltweit vernetzt, um frühzeitig vielversprechende Ansätze der Materialwissenschaft für zukünftige Bauelemente in der Mikroelektronik identifizieren zu können.
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Neuartige Bauelemente für analoge und digitale Schaltungen >> hier klicken <<
Für die optische Datenübertragung und –verarbeitung wäre es ein großer Durchbruch, wenn integrierte Lichtquellen auf der Basis von Gruppe-IV-Materialien realisiert werden könnten. Deshalb ist die Entwicklung CMOS-kompatibler Laserquellen für photonische und sensorische Anwendungen ein wichtiger Forschungsschwerpunkt.
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Neuromorphe Bauelemente >> hier klicken <<
Memristive Bauelemente weisen eine variable widerstandsbasierte Speicherfunktion auf. Von besonderem Interesse ist diese Art von Bauelementen als schaltbares Element für nichtflüchtige RRAM-Speicher, aber auch für den Bereich der analogen neuronalen Schaltungstechnik.
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Quantum-Bits-Bauelemente >> hier klicken <<
Der Quantencomputer kann als die weitreichendste Innovation der quantentechnologischen Anwendungen angesehen werden. Um die Quantum-Bits-Bauelemente herzustellen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Qubits, basierend auf SiGe/Si/SiGe-Heterostrukturen, bieten einen vielversprechenden Ansatz und die kohärenten Eigenschaften der Qubits werden dadurch wesentlich verbessert und bieten einen guten Ansatzpunkt für zukünftige Forschungsaktivitäten.
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Bioelektronische Bauelemente >> hier klicken <<
Die Entwicklung von mobilen Point-of-Care-Verfahren ist ein aktueller Entwicklungstrend, der weiterer mikrotechnologischer Impulse bedarf, um innovative Systemlösungen hervorzubringen. Durch die Kointegration mikrofluidischer und elektronischer Komponenten können die Vorteile elektronischer Sensorik in den Point-of-Care-Bereich übertragen werden.
