Adaptive Materialien 

Diese Forschungsgruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung von Funktionsmaterialien für die Mikroelektronik. 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. Das Forschungsgebiet der Plasmonik beschäftigt sich mit den Eigenschaften von elektromagnetischen Nahfeldern in CMOS-kompatiblen Nanostrukturen, die in der Lage sind, elektromagnetische Felder lokal zu erhöhen und damit ein breites Anwendungsfeld eröffnen.

In der neuronalen Schaltungstechnik eröffnen die memristiven Bauelemente die Möglichkeit, die derzeitig bestehenden Hürden digitaler Datenverarbeitung im Bereich kognitiver Aufgabenstellungen, wie z. B. der Mustererkennung, zu überwinden. Im Mittelpunkt der Forschungsstrategie steht die Entwicklung der memristiven Bauelemente für zukünftige elektronische Schaltungen mit starker Orientierung an biologischen Systemen.

Während in der Spektroskopie Licht verwendet wird, um die Eigenschaften von Materialien zu verstehen, kann man mittels plasmonischer Effekte Nanostrukturen entwickeln, um elektromagnetische Felder in kleinen Bereichen deutlich zu erhöhen. Mit diesem plasmonischen Ansatz kann eine neuartige Sensorik entwickelt werden, die eine schnelle und zuverlässige Methode zur Identifizierung biologischer Spezies ermöglicht.

Forschungsziele

  • Entwicklung von plasmonischen Bauelementen für die Nahfeldsensorik
  • Entwicklung von resistiven Bauelementen für nichtflüchtige Speicher
  • Entwicklung von elektronischen Synapsen für neuronale Netze

Forschungsschwerpunkte

  • Entwicklung von memristiven Arrays für Edge Computing und neuromorphe Schaltungen
  • elektrische Charakterisierung, Simulation und Modellierung von memristiven Bauelementen
  • Simulation und Charakterisierung der Zellmanipulation auf Lab-on-Chip-Systemen
  • Entwicklung und Charakterisierung von dielektrischen Sensoren
  • Entwicklung und Integration von plasmonischen Sensoren für die Umweltüberwachung und die Biosensorik

Forschungsergebnisse

  • erweitertes SERS mit halbleiterbasierter Plasmonik
  • dielektrischer Immunosensor für Biomarker
  • CMOS-kompatible dielektrophoretische Plattform für die Immobilisierung von biologischen Spezies
  • filamentbasierte memristive Bauelemente mit synaptischen Eigenschaften

Prof. Dr. rer. nat. habil. Christian Wenger

IHP 
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland

Sekretariat:
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