Opis projektu
Tworzenie elementów budulcowych dla jonowych technologii obliczeniowych
Ultrakondensatory (nazywane także superkondensatorami) są tradycyjnie wykorzystywane do bardzo szybkiego magazynowania dużej ilości energii, np. w hamowaniu rekuperacyjnym. Zespół finansowanego przez UE projektu IONOLOGIC proponuje jednak wykorzystanie ich jako budulca dla nowego typu przetwarzania komputerowego. Podobnie jak organizmy żywe wykorzystują jony i przekaźniki chemiczne w nerwach, ultrakondensatory mogą używać jonów do emulacji elementów obwodów elektronicznych, takich jak diody i tranzystory. W projekcie wykorzystana zostanie elektroadsorpcja jonów w nanoporowatych węglach i membranach o określonych rozmiarach porów i funkcjonalnościach powierzchniowych, a także selektywne mechanizmy wysysania jonów, które pozwolą na stworzenie bramek logicznych. Bramki te mogą być następnie nanoszone przy pomocy nanostemplowania na chipy, stanowiąc podstawę dla technologii obliczeniowych opartych na jonach, co mogłoby umożliwić zarządzanie energią w chipie.
Cel
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.
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstytucja przyjmująca
01069 Dresden
Niemcy