EO

Kleinere, krachtigere, chips dankzij nieuwe isolatietechniek

04 september 2019 om 13:25 uur

Wetenschappers van de KU Leuven en imec hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om microchips te isoleren. Ze maken daarbij gebruik van metaal-organische roosters, een nieuw type materialen met gestructureerde poriën op nanoschaal. Op termijn kan deze methode bijdragen tot de ontwikkeling van kleinere, krachtigere chips die minder energie verbruiken. Voor de verdere ontwikkeling ontvangt het onderzoeksteam een ERC Proof of Concept grant.


Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.

 

Chips worden steeds kleiner en hun rekenkracht neemt toe. Anno 2019 kan een chip meer dan een miljard transistoren tellen. Die voortdurende verkleining brengt ook een aantal obstakels met zich mee. De schakelaars en draden zijn zo dicht opeengepakt dat er meer weerstand ontstaat en de chip meer energie verbruikt om signalen te versturen. Om de chip goed te laten functioneren is een isolerende stof nodig die de draden van elkaar scheidt en ervoor zorgt dat de elektrische signalen niet verstoord raken. Op nanometerschaal is dat echter een moeilijke opgave.

 

Nanoporeuze kristallen

Een studie onder leiding van KU Leuven-professor Rob Ameloot toont aan dat een nieuwe techniek de oplossing kan bieden. "Als isolerende stof gebruiken we metaal-organische roosters (Metal-Organic Frameworks, MOF). Dat zijn materialen die bestaan uit metaalionen en organische moleculen. Het vormt een kristal dat poreus is maar tegelijkertijd stevig."


Een onderzoeksteam is er voor het eerst in geslaagd om de MOF-isolatie toe te passen op elektronisch materiaal. Ze gebruiken daarvoor dampfasedepositie. Postdoc Mikhail Krishtab: "We plaatsen eerst een oxidelaag op het oppervlak, waarna we die laten reageren met damp van het organisch materiaal. Door die reactie zet het materiaal zich uit en worden de nanoporeuze kristallen gevormd.


"Het grote voordeel van deze methode is dat ze bottom-up werkt. We brengen eerst de oxidefilm aan en die zwelt vervolgens op tot een zeer poreus MOF-materiaal. Vergelijk het met een soufflé die uitzet in de oven en erg luchtig wordt. Het MOF-materiaal vormt een poreuze structuur en vult alle ruimtes tussen de geleiders. Zo weten we dat de isolatie compleet en homogeen is. Bij andere methodes die top-down werken, kunnen er altijd nog kleine lacunes in de isolatie zijn."

 

Perfectioneren

De onderzoekers krijgen een ERC Proof of Concept grant om de techniek te perfectioneren. Ameloot: "We moeten de afwerking nog verfijnen. Het oppervlak van de kristallen is nu nog onregelmatig. Om het materiaal te integreren in een chip, moeten we het oppervlak egaliseren."

 

Gerelateerd nieuws

Intelligent, vormveranderend, zelfherstellend materiaal voor zachte robotica

Materiaal zonder hardware reageert op prikkels van buitenaf

Onderzoekers van Carnegie Mellon University hebben een zacht materiaal ontwikkeld dat zichzelf vervormt in reactie op invloeden van buitenaf. En dit zonder externe hardware. Dit biedt kansen op het gebied van zachte…

Kijken naar energietransport in op biologie geïnspireerde nanobuisjes

Hoe verplaatst energie zich in op biologie geïnspireerde nanobuisjes?

Wetenschappers van de RUG en de universiteit van Würzburg (DE) hebben een op de biologie gebaseerd systeem onderzocht dat licht omzet in stroom. Dat gebeurde met geavanceerde spectroscopie in microkanaaltjes. De…

Registratie chemische stoffen: wat te doen bij harde Brexit

Registratie chemische stoffen: wat te doen bij harde Brexit

De uittreding van het Verenigd Koninkrijk is gepland op 31 oktober 2019. Het is onduidelijk op welke manier deze uittreding plaats zal vinden: met een akkoord - een 'zachte Brexit' - of zonder akkoord - de…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Veilig heksysteem PSENmlock

Het heksysteem PSENmlock biedt een veilige vergrendeling en veilige sluiting in slechts één product. De PSENmlock...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 oktober 2019, Eindhoven

Dutch Design Week

Ontwerpers presenteren hun werk op 100 locaties in Eindhoven

21 oktober 2019, D&F kantoor Breda

Software volgens SIL en PL

Meer agendapunten »