Description du projet
Fabriquer les blocs constitutifs de l’informatique basée sur l’ion
Les ultracondensateurs (également appelés supercondensateurs) ont traditionnellement été utilisés pour le stockage très rapide et à haute énergie, comme dans le cas du freinage régénératif. En revanche, le projet IONOLOGIC, financé par l’UE, propose de les utiliser comme éléments de base pour un nouveau type de traitement informatique. Tout comme les organismes vivants utilisent les ions et les transmetteurs chimiques dans les nerfs, les supercondensateurs peuvent utiliser les ions pour émuler les éléments des circuits électroniques, tels que les diodes et les transistors. Le projet fera appel à l’électrosorption d’ions dans des carbones et des membranes nanoporeux dotés de tailles de pores et de fonctionnalités de surface spécifiques, ainsi qu’à des mécanismes sélectifs d’aspiration des ions qui permettront de créer des portes logiques. Ces portes pourront ensuite être nanoimprimées sur des puces, comme base des technologies informatiques basées sur les ions, qui pourraient permettre la gestion de l’énergie sur puce.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstitution d’accueil
01069 Dresden
Allemagne