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

Robotvis vliegt op carbid (video)

Robotvis vliegt op carbid (video)

Kijk, als je een bal of melkbusdop tientallen meters kan laten vliegen op calciumcarbid, waarom dan geen robot? Dat moeten de wetenschappers van het Londense Imperial College gedacht hebben terwijl ze aan de tekentafel…

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Aan het MIT is een methode ontwikkeld om met standaard 3D-printers apparaten te produceren waarin de elektronica al is ingebed. De onderzoekers gebruiken filamenten met ingebedde circuits om complexe vormen af te drukken…

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Het Human Power Team, een studententeam van de TU Delft en VU Amsterdam, heeft dinsdagochtend het vrouwelijke wereldsnelheidsrecord fietsen verbroken. Door een snelheid van 122,12 km/uur te trappen, verbrak atlete Rosa…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
In-cylinder potentiometer voor hydraulische cilinders

Althen Sensors & Controls introduceert nieuwe lineaire positiesensoren: magnetorestrictieve sensoren en in-cylinder...

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

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 september 2019, D&F kantoor Breda

Richtlijn Arbeidsmiddelen

24 september 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid (4-dagen)

24, 25 september en 1, 2 oktober 2019

Meer agendapunten »