Projektbeschreibung
Innovativer Ansatz zur Abfallverwertung auf dem Chip
Ob in der Datenverarbeitung, der Kommunikation oder der Sensorik, bei der Nutzung von Geräten entsteht in irgendeiner Form Wärme. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts NanoRecycle werden Möglichkeiten erforscht, die Abfälle, die beim Betrieb von herkömmlichen Geräten entstehen, direkt auf dem Chip zu verwerten. In klassischen Geräten wird dieser Abfall oft als Wärme abgeführt. In Nano- und Quantenbauelementen hat der Abfall jedoch charakteristische nichtthermische, fluktuierende und Quanteneigenschaften. Ziel ist die Erforschung und die Bereitstellung von Verfahren zur Umwandlung solcher Abfälle in elektrische Energie oder andere Ressourcen, die für Aufgaben auf dem Chip nützlich sind. Auch wenn die aus der Abfallverwertung gewonnene Leistung nur gering ist, könnte sie auf dem Chip zur weiteren Verwendung bereitstehen und dazu beitragen, die verlustreiche Dämpfung zu umgehen, die normalerweise bei der Übertragung großer klassischer elektromagnetischer Felder auf den Chip auftritt.
Ziel
Quantum and nanoscale technologies promise to revolutionise computing, sensing, information and communication applications. However, they are missing a dedicated effort towards energy sustainability exploiting their characteristic properties.
The theoretical project NanoRecycle addresses this important outstanding problem, by developing schemes for on-chip recovery of waste that typical device operations leave behind: in classical devices, this waste is often dissipated heat, but waste in nanoscale and quantum devices has characteristic nonthermal, fluctuating, and quantum properties. The scope of NanoRecycle is to develop processes converting this waste to electrical power or other resources that are useful for further on-chip tasks. The analysis will be based on sufficiently generic setups to capture the characteristic waste properties, that are at the same time typical elements of current quantum and nanotechnologies and are concretely connected to feasible, state-of-the-art experiments. This involves multi-terminal electronic conductors, but also hybrid devices coupling to microwave resonators.
To guide the design, analysis, and optimisation of on-chip waste-recovery, my team and I will first capture and quantify the characteristic properties of the various types of waste and then put in place comprehensive performance quantifiers for the efficiency of dedicated conversion processes. An important performance goal of such a conversion in small-scale devices, which we will also account for in our performance analysis, is the output power precision (namely the suppression of power fluctuations), crucial for further on-chip use.
While the power obtained from this waste recovery is expected to be small, its potential for contributing to energy-sustainable processes lies in the availability on-chip for further use, thereby circumventing high-loss attenuation procedures, which occur when bringing large classical fields down to the chip.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-ERC -Gastgebende Einrichtung
412 96 Goteborg
Schweden