Descripción del proyecto
Fabricar los componentes básicos de la informática basada en iones
Los ultracondensadores, también denominados «supercondensadores», tradicionalmente se han utilizado para lograr un almacenamiento muy rápido de alta energía, como en el frenado regenerativo. Sin embargo, el equipo del proyecto IONOLOGIC, financiado con fondos europeos, propone utilizarlos como componentes básicos de un nuevo tipo de procesamiento informático. Del mismo modo que los organismos vivos utilizan iones y transmisores químicos en los nervios, los ultracondensadores pueden utilizar iones para emular elementos de circuitos electrónicos, como diodos y transistores. El equipo del proyecto utilizará la electroadsorción de iones en carbones nanoporosos y membranas con tamaños de poro y funcionalidades superficiales específicas, así como mecanismos de cribado selectivo de iones que permitirán crear puertas lógicas. Dichas puertas pueden nanoimprimirse en los chips, como fundamento de las tecnologías informáticas basadas en iones, que podrían permitir la gestión de la energía en un chip.
Objetivo
Ultracapacitors (also referred to as Supercapacitors or ElectricUltracapacitors (also referred to as Supercapacitors or Electric Double Layer Capacitors, EDLCs) stand out as high power devices for ultrafast energy storage. A new paradigm is to use ion electroadsorption devices for logic information processing. In living organisms, ions and chemical transmitters are involved in signaling, managing logic operations and memory, evolutionary optimized in terms of energy-efficiency. My group recently reported the first switchable and directional ultracapacitor devices emulating discrete electronic circuit elements (diode, transistor) as basic building blocks for the realization of logic operations, an important step towards ultracapacitor-based ion information signaling and processing.
IONOLOGIC targets the conceptual design and realization of capacitive logic gates (AND, OR, NAND, etc.) based on ion electroadsorption in nanoporous carbons by integrating multiple switchable EDLC elements into monolithic microdevices. The deliberate deployment of nanoporous carbons and membranes with defined pore size and surface functionality, selective ion-sieving mechanisms, electrolyte depletion and charge transport in nanopores will lead to intrinsic IONOLOGIC gates. Nanoimprint lithography and piezo-printing of nanoporous carbon electrodes offers an emerging enabling technology for monolithic integration of complex electrode structures to finally interconnect multiple gates on a chip. A highly interlaced team architecture conceptualizes switchable ultracapacitors and ion-circuits, designs nanopore-electrolyte pairs, develops new precursor and processing concepts for on chip-deposition of nanoporous materials, and finally realizes prototypical monolithic logic gates.
IONOLOGIC constitutes the basis for novel ion-based computing technologies to reduce energy dissipation in computing architectures and enable on-chip power management in autonomous microelectronic devices in future.
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstitución de acogida
01069 Dresden
Alemania