Ziel des EU-Projekts NEMSIC: bessere Sensorerkennung
Europa konnte im Laufe der Jahre wesentliche Fortschritte in der Biosensorik- und Umweltforschung verzeichnen. Einer Gruppe von Wissenschaftlern gingen diese Fortschritte allerdings noch nicht weit genug. Im Rahmen des durch die EU unterstützten Projekts NEMSIC (Nano-electro-mechanical-system-integrated-circuits), das sich über drei Jahre erstreckt, versuchen die Wissenschaftler, den kleinsten Siliziumsensor der Welt auf den Weg zu bringen, der bei geringem Stromverbrauch eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen soll. Den Wissenschaftlern zufolge soll diese neueste Entwicklung in der Biosensorik und der Umweltüberwachung eingesetzt werden. Das Ziel von NEMSIC, so Professor Hiroshi Mizuta von der Universität der School of Electronics and Computer Science (ECS) in Southampton, die an dem Projekt teilnimmt, sei die Entwicklung und Markteinführung des kleinsten international erhältlichen Sensors. Interessant ist die Tatsache, dass dem Forscherteam zufolge der Sensor nicht nur sehr sensibel sein, sondern auch sehr wenig Strom verbrauchen wird. Eine erfolgreiche Markteinführung wird durch die gleichzeitige Einbindung von Einzelelektronentransistoren (SET) und nano-elektromechanischen Systemen (NEMS) auf einer gemeinsamen Silizium-Technologieplattform ermöglicht. Professor Mizuta erklärt, dass alle Augen auf den Energieverbrauch gerichtet sind, da Bauelemente Strom verbrauchen, ob sie nun in Betrieb sind oder nicht. "Mit dem Einsatz des Einzelelektronentransistors in Kombination mit der Technologie für NEM-Bauelemente kann der Stromverbrauch des Sensors sowohl im eingeschalteten als auch im ausgeschalteten Zustand gesenkt werden", hält Professor Mizuta fest. Er führt weiter aus, dass die Möglichkeit der Einrichtung eines vollkommenen "Schlafzustands" per NEM-Schalter im AUS-Zustand dazu beitragen wird, dass der Stromverbrauch im "Standby-Modus" auf Null heruntergesetzt werden kann. Im Rahmen des Projekts wird eine der Aufgaben für Professor Mizuta und sein Team sein, den Einzelelektronentransistor mit aufgehängter Silizium-Nanobrücke zu entwickeln, mit dem die Erkennung biologischer und chemischer Moleküle ermöglicht werden soll. "Dies ist das erste Mal", so Professor Mizuta weiter, "dass jemand diese beiden Nanotechnologien zusammengebracht hat, um einen intelligenten Sensor zu entwickeln." Das Forscherteam wird die Sensorbauelemente im Nanomaßstab entwickeln, um ihren Erfolg besonders in der Hinsicht zu sichern, dass sie "in der Lage sind, eine Übertragung von Einzelladungen und/oder eine Massenänderung zu erkennen, die von einer kleinen Menge chemischer und biologischer Moleküle elektrisch verursacht wurden", begründet Professor Mizuta. Zur Herstellung dieser Bauelemente wird eine innovative Elektronenstrahl-Lithographiemaschine eingesetzt, die sich im Mountbatten-Gebäude der ECS der Universität Southampton befindet. Der Wissenschaftler von der ECS offenbarte den Grund, der die Forscher nach einem neuen Ansatz für die Sensorerkennung suchen ließ, nämlich die Tatsache, dass der Ansatz über komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) zwar konventionell, aber auch beschränkend sei. Das NEMSIC-Konsortium setzt sich aus Forschern aus Belgien, Frankreich, den Niederlanden, Rumänien, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich zusammen. Die Koordinierung des Projekts liegt in der Verantwortung von Professor Adrian Ionescu von der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz. NEMSIC wird unter dem Themenbereich "Informations- und Kommunikationstechnologien" des Siebten Rahmenprogramms (FP7) finanziert.
Länder
Vereinigtes Königreich