Projektbeschreibung
Gehirnähnliche Funktionen in Bedienungseinrichtungen abbilden
Fortgeschrittene Werkstoffe nehmen eine Schlüsselrolle bei Innovationen in verschiedenen Sektoren wie Halbleiter, Unterhaltungselektronik, Automobilbau und Luft- und Raumfahrt ein. Die Nachfrage nach Produkten mit verbesserter Leistung und geringerem Stromverbrauch treibt den Bedarf an neuen Bauelementstrukturen und Werkstoffen voran. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts ELECTRON wird ein neues Verfahren entwickelt, um gehirnähnliche Funktionen in Bedienungseinrichtungen wie resistiven Schreib-Lese-Speichern abzubilden. Die Forschenden werden mithilfe von Verstärkern die elektrischen Ströme in einem funktionierenden Bauelement messen, das einem Elektronenstrahl ausgesetzt ist, und so erstmals die elektrische Aktivität in realen Bauelementen abbilden können. Ziel ist es, die räumliche Auflösung der Rasterelektronenmikroskopie und der elektronenstrahlinduzierten Stromtechniken auf atomare Auflösungsdimensionen zu verbessern und gleichzeitig industrierelevante elektronische Bauelemente unter realistischen Bedingungen zu erproben.
Ziel
"Advanced materials are at the core of innovation in the 21st century for a wide range of industries, including semiconductors, consumer electronics, automotive, and aerospace. Demands for products with increased functionality, performance, and reduced power consumption are driving the need for new device structures and materials. Designing, characterizing, and testing of two-terminal devices such as MIM (metal-insulator-metal) capacitors for high performance DRAM capacitors or MSM (metal-semiconductor-metal) select elements for advanced non-volatile memory are key for improved materials stack design and integration. In ELECTRON, I will develop a technique that allows to directly image ""brain-like"" functions in operational e.g. RRAM devices. I aim to achieve operando electron beam-induced current imaging (EBIC) inside a scanning transmission electron microscope (STEM) by using amplifiers to measure electrical currents in a contacted working device exposed to a microscope ́s electron beam, and thus, for the first time map electrical activity of a real device, like neuroscientists use for example, fMRI to track blood flow within the brain: the parts that are being used will light up in the map. This technique will enable a unique and previously non-existent way to visualize electric activity in working devices while being sensitive to electric potential, electric field, work function, conductivity and temperature under simultaneous external stimuli (i.e. heating, biasing, gas). I propose this project based upon the internationally recognized expertise of my group in the development of situ/operando TEM, specifically, the ability to operate and electrically contact stack devices inside an electron microscope and my experience in MEMS-based chip platform design (Nature Communications, 4445(2018)). The goal is to push the spatial resolution of STEM-(SE)EBIC to reach atomic-resolution dimensions while probing industry relevant electronic devices under realistic conditions."
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
64289 Darmstadt
Deutschland