Beobachtung von 2D‑Memristoren mit Operando‑TEM: Ein weiterer Schritt in Richtung neuromorphic Computing
Das Verständnis der Dynamik leitfähiger Filamente in memristiven Bauelementen auf Basis zweidimensionaler (2D-)Materialien wurde durch ein Forschungsteam der AMO GmbH, der RWTH Aachen University (Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente), und des Forschungszentrums Jülich wesentlich vorangebracht.
Die Forschenden setzten Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) ein, die statt Licht einen Elektronenstrahl zur Bildgebung nutzt. Aufgrund der kurzen Wellenlänge der Elektronen lassen sich Strukturen bis hinunter zum atomaren Maßstab abbilden. Die Messungen erfolgten operando, das heißt, die 2D‑Bauelemente wurden während des elektrischen Betriebs beobachtet, nicht nur davor oder danach. Dadurch lassen sich Phänomene im Nanometerbereich in Echtzeit verfolgen.
Memristoren sind ein Schlüsselelement des neuromorphen Rechnens, da sie Rechnen und Speichern am selben Ort vereinen. Somit sinkt der Energiebedarf von Rechenoperationen drastisch.
Für diese Studie wurden zweidimensionale Schichten aus Molybdändisulfid (MoS₂) verwendet. MoS₂ ist eine vielversprechende chemische Verbindung für memristive Bauelemente, weil seine atomar dünne, geschichtete 2D‑Struktur interschichtliche van‑der‑Waals‑Lücken aufweist. Das sind nanoskalige Abstände, die durch schwache van‑der‑Waals‑Wechselwirkungen stabilisiert werden und effiziente Transportpfade für Ionen und Metallatome bereitstellen. Diese Pfade ermöglichen die kontrollierte Bildung und Auflösung leitfähiger Filamente und damit das resistive Schaltverhalten, das für den Betrieb der Bauelemente erforderlich ist.
Abbildung 1 – Schichten eines zweidimensionalen Memristors und Pd/Ag‑Elektroden zur Erzeugung einer Potentialdifferenz – nature.com
Unter angelegter Spannung beobachteten die Forschenden Silberionen direkt, wie sie sich durch das MoS₂‑Medium entlang von Oberflächenpfaden, innerhalb interschichtlicher van‑der‑Waals‑Lücken und zwischen Bündeln bewegten. Dort lagern sie sich zu metallischen, leitfähigen Filamenten zusammen, die die Elektroden überbrücken und das Bauelement in einen niederohmigen Zustand versetzen; eine Umkehr der Polarität löst diese Filamente auf und führt das Bauelement in den hochohmigen Zustand zurück. Um die Schaltzuverlässigkeit sowie die Ursachen anomaler Ereignisse und der Zyklus‑zu‑Zyklus‑Variabilität direkt zu bewerten, wurde die operando‑TEM‑Bildgebung mit Strom‑Spannungs‑Messungen synchronisiert. Dies ermöglichte es, die Keimbildung, das Wachstum, die Bewegung und den Bruch einzelner Filamente in Echtzeit zu verfolgen und diese physikalischen Ereignisse mit elektrischen Signaturen zu korrelieren. Aus diesen Beobachtungen leiteten sie die Faktoren ab, die die Schaltleistung beeinflussen, und formulierten konkrete Empfehlungen für die Auslegung und den Betrieb von Bauelementen.
Abbildung 2 – Bildung und Auflösung von Silberfilamenten im TEM
Abbildung 3 – Silberkontrast im TEM
Diese Ergebnisse liefern konkrete Ansatzpunkte, um memristive Synapsen für neuromorphes Rechnen zuverlässiger zu machen. Indem ermittelt wird, wo Silberfilamente entstehen (auf MoS2‑Oberflächen, in interschichtigen van‑der‑Waals‑Lücken und zwischen MoS2‑Bündeln), und ihre Größen quantifiziert werden, wird eine gezieltere Kontrolle von Keimbildung und Wachstum der Filamente möglich. Durch die Anpassung der MoS2‑Morphologie und der Bauelementgeometrie können Ingenieur:innen die SET/RESET‑Spannungen einstellen und die Filamentdicke begrenzen und damit Schaltstrom und Energiebedarf optimieren. All diese physikbasierten Erkenntnisse unterstützen eine mechanismenbasierte Bauelementauslegung und Betriebsführung und erhöhen die Stabilität, Effizienz und Skalierbarkeit memristiver Hardware für neuromorphe Systeme.
Mit Blick nach vorn: Sobald sich die Filamentdynamik programmatisch steuern lässt und die Gerätevariabilität beherrscht ist, könnten neuromorphe Systeme vom Laborprototyp zu wafergroßen Beschleunigern reifen, die direkt auf dem Chip lernen, im Mikrowatt‑Leistungsbereich arbeiten und sich einer gehirnähnlichen Energieeffizienz annähern. Hybride Crossbars aus 2D‑Materialien, auf CMOS integriert, könnten dichte, 3D‑gestapelte „synaptische Gewebe“ ermöglichen. Memristoren lernen so ein lebenslang On‑Chip, was die Anpassungsfähigkeit der Robotik vorantreibt. Mit nativer Plastizität auf Bauelementebene könnten künftige Maschinen sich kontinuierlich an ihre Umgebung anpassen, sensorische Datenströme in Echtzeit verdichten und interpretieren sowie robuste Intelligenz in batteriebetriebenen Wearables und autonomen Agenten liefern. Dies ist ein messbarer Schritt hin zu gehirninspirierten Rechnerarchitekturen, die die Grenzen klassischer digitaler Systeme hinter sich lassen.
Quelle: nature.com
Die Abbildungen stammen aus der oben genannten Quelle. Sie sind nicht in ihrer Originalgröße und wurden zur besseren Verständlichkeit angepasst.
Software-defined vehicles und automatisiertes Fahren – last call in Europa für neue Allianzen und Architekturen
Professor Lutz Eckstein © IKA
Vortrag von Professor Lutz Eckstein, Leiter des Instituts für Kraftfahrzeuge der RWTH und Präsident des VDI, am Mittwoch, den 22. Oktober 2025, von 17:00 bis 18:30 Uhr. Der Eintritt ist frei. Der Vortrag/die Diskussion findet über Zoom statt und wird später als Video verfügbar sein.
Die Automobilindustrie steht vor großen Herausforderungen. Neben der Elektrifizierung und dem automatisierten Fahren sind dies hauptsächlich Strukturfragen der zugrundeliegenden Hard- und Softwarearchitektur, die die Funktionalität moderner Kraftfahrzeuge definiert. Ähnlich wie bei Smartphones ist es heute möglich, das Infotainment-System durch Apps und Updates zu aktualisieren. Bei sicherheitsrelevanten Funktionen zeigen sich etablierte Fahrzeughersteller allerdings zurückhaltend, was die Einführung einer dienstorientierten Software-Architektur sowie die Umsetzung häufiger Updates und Upgrades betrifft.
Der aufkommende Wettbewerb im Bereich des automatisierten Fahrens macht dies jedoch notwendig. Es wäre weder gesellschaftlich noch aus Kundensicht akzeptabel, auf kritische Situationen oder gar Unfälle erst nach Monaten mit einem Software-Update zu reagieren. Während neue Fahrzeughersteller mit IT-Hintergrund diese Fähigkeit bereits durch geeignete Architekturen adressieren, haben etablierte Hersteller bislang mit immensem Aufwand versucht, proprietäre Lösungen zu entwickeln – mit gemischtem Erfolg. Deshalb ist in der europäischen Automobilindustrie die Bereitschaft gewachsen, gemeinsam Open-Source-Software zu entwickeln und zu nutzen, beginnend mit der Middleware S-CORE. Im Rahmen seines Vortrags zeigt Professor Eckstein die damit verbundenen Herausforderungen sowie die dafür erforderlichen weitergehenden Kooperationen auf.
Die Vortragsreihe findet in Kooperation mit der Fachgruppe Informatik der RWTH, dem Forschungszentrum Jülich, der Regionalgruppe der Gesellschaft für Informatik (RIA), dem Regionalen Industrieclub Informatik Aachen (Regina) und der Gruppe Aachen des Deutschen Hochschulverbands statt.
Europäischer Forschungsrat fördert zwei innovative RWTH-Projekte
Großer Erfolg für die RWTH Aachen: Zwei Wissenschaftler erhielten den renommierten ERC Starting Grant. Jeder wird mit 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.
Prof. Dr. Daniel Truhn, Oberarzt an der Uniklinik RWTH Aachen und Lehrbeauftragter am Lehrstuhl für Bildgebung und Bildverarbeitung unserer Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, wo er die Vorlesung „Biomedical Engineering“ hält, startet das Projekt SAGMA (Semantic-Aware Generative Medical AI), das KI-gestützte Radiologie neu denkt – spezialisierte KI-Module sollen wie ein Expertenteam zusammenarbeiten und Ärztinnen und Ärzte bei komplexen Diagnosen unterstützen.
© Peter Winandy / RWTH Aachen University
In den Ingenieurwissenschaften wurde ein weiteres Projekt ausgezeichnet: Am Lehr- und Forschungsgebiet Kontinuumsmechanik entwickelt Dr. Khiêm Vu Ngoc mit PolyFun (Polymermechanik mittels Funktionsräumen) ein neuartiges Konzept, das Physik und maschinelles Lernen verbindet. Damit sollen Vorhersagen nicht nur präzise, sondern auch zuverlässig und transparent nachvollziehbar gemacht werden – mit großem Potenzial für Werkstofftechnik, Medizin und Robotik.
Diese Auszeichnungen unterstreichen die internationale Sichtbarkeit der RWTH und zeigen, wie eng unsere Fakultät in die KI- und Medizinforschung eingebunden ist.
Vortrag: Digitalisierung in der Landtechnik – viel weiter als Sie denken
© KRONE Group / Jan Horstmann
Moderne Landmaschinen sind heute Hightech-Wunderwerke: Mit leistungsfähiger Sensorik, Satellitennavigation und KI-basierten Fahrerassistenzsystemen verbessern sie die Präzision und Effizienz in der Landwirtschaft erheblich. Jan Horstmann, Geschäftsführer Konstruktion & Entwicklung der KRONE Gruppe, gibt in seinem Vortrag einen umfassenden Einblick in diese Technologien und zeigt praxisnahe Beispiele. Diskutieren Sie mit und erfahren Sie, wie Digitalisierung die Landtechnik nachhaltig verändert.
Die Veranstaltung findet am 11.09.2025 von 17:00 bis 18:30 Uhr online über Zoom statt.
Das Video zur Veranstaltung wird im Anschluss veröffentlicht.
Die Zukunft der Batterietechnologie: Revolution durch KI
Prof. Weihan Li . © Peter Winandy
Innovative Batterieforschung an der RWTH Aachen
Juniorprofessor Weihan Li revolutioniert an der RWTH Aachen die Batterieforschung, indem er KI‑gestützte Testverfahren entwickelt, die bereits in der Produktionsphase präzise Aussagen über die zukünftige Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Batteriezellen ermöglichen.
Mithilfe modernster Technologien wie digitalen Zwillingen, datenbasierten Modellen und automatisierten Diagnoseverfahren transformiert sein Ansatz das traditionelle Batteriemanagement in ein proaktives System, weg von reinen Beobachtungen hin zu vorausschauenden Strategien.
Verkürzte Entwicklungsprozesse und nachhaltige Innovation
Im Kern seiner Forschung steht das Ziel, Entwicklungszyklen signifikant zu verkürzen, Produktionskosten zu senken und gleichzeitig die Nachhaltigkeit über den kompletten Batterielebenszyklus zu steigern. Prof. Li bringt es dabei auf den Punkt:
„Letztlich geht es darum, eine gute, günstige Batterie schneller zu entwickeln und die Nachhaltigkeit des Batterielebenszyklus zu erhöhen.“
Die Symbiose von Künstlicher Intelligenz und Elektrochemie
Schon früh erkannte Li, dass die Kombination aus Künstlicher Intelligenz und Elektrochemie der Schlüssel zur Zukunft der Batterieindustrie ist. Dieses Verständnis treibt ihn an, innovative Lösungen voranzutreiben:
„Mir wurde klar: Das ist die Zukunft. Seitdem arbeite ich daran, KI und Elektrochemie zu verbinden.“
RWTH Aachen als Innovationsmotor
Für Prof. Li ist die RWTH Aachen mehr als nur ein Forschungsstandort. Sie bietet ein inspirierendes Umfeld, das junge Talente durch starke Netzwerke und einen ausgeprägten Innovationsgeist fördert. Der enge Austausch mit der Industrie untermauert den Bedarf an modernen Batterielösungen und sichert gleichzeitig einen bedeutenden Anteil an Fördermitteln.
Datenbasierte Modellierung als Schlüsselkomponente
Die umfangreiche Datenbasis der RWTH-Infrastruktur ist ein zentraler Pfeiler in der präzisen KI-Modellierung. Diese essenzielle Ressource sichert nicht nur den Erfolg der Forschung, sondern bildet auch den Grundstein für hochentwickelte Analyseverfahren:
„Diese Datenbasis ist für unsere Modellierung mit KI essenziell.“
Proaktives Batteriemanagement
Abschließend zielt Li’s Ansatz darauf ab, nicht nur den Alterungsprozess von Batteriezellen zu beobachten, sondern aktiv einzugreifen, lange bevor die Zellen ihre maximale Leistungsgrenze erreichen. Damit steht fest:
„Wir wollen nicht nur wissen, wie Batterien altern. Wir wollen eingreifen können – bevor sie überhaupt altern.“
Die fortschrittlichen, KI-gestützten Methoden von Prof. Li an der RWTH Aachen ermöglichen schnellere, kostengünstige und nachhaltige Batterielösungen. Diese bahnbrechende Studie legt einen neuen Maßstab für die Entwicklung von Batterien fest und untermauert Europas Führungsposition im Hinblick auf den Energiewandel.
Quelle: Mit KI zur besseren Batterie | RWTH Aachen University
Klee-Preis 2025: Exoskelette mit Regelungstechnik – Unterstützung statt Ersatz
Dr.-Ing. Lukas Bergmann beeindruckt mit seiner preisgekrönten Doktorarbeit, in der er ein aktives Exoskelett und einen kooperativen Regler entwickelt, um Bewegungsintentionen in Echtzeit zu unterstützen.
Dr.-Ing. Lukas Bergmann erzielt mit seiner Doktorarbeit den zweiten Platz des Klee-Preises 2025. Die Anerkennung bekam er für die Entwicklung ein aktiven Exoskeletts, das mit innovativer Regelungstechnik Bewegungsintentionen erfasst und unterstützt.
Dr.-Ing. Lukas Bergmann | @mediT
Schlaganfälle verursachen weltweit Bewegungsstörungen, und herkömmliche Therapien sind oft ressourcenintensiv. Robotische Rehabilitationssysteme können unterstützen, wenn Patienten eigenständig Bewegungen initiieren. Dr.-Ing. Lukas Bergmann erklärt:
„Die Forschung an Exoskeletten kann langfristig einen bedeutenden Beitrag zur Unterstützung von Menschen mit Störungen des Bewegungsapparats leisten. Fachlich spannend für mich dabei ist, dass die Regelungstechnik hier eine Anwendung findet, die einen sehr hohen Praxisbezug hat.“
Er beschreibt ein aktives Exoskelett, das eine sichere Kopplung zwischen Mensch und Gerät ermöglicht, sowie einen kooperativen Regler, der Gelenkdrehmomente in Echtzeit unterstützt.
Ebenfalls erwähnenswert ist, dass Dr.-Ing. Sonja Ehreiser (mediTEC, RWTH Aachen) beim Klee-Preis 2025 den ersten Platz für ihre Dissertation zur besseren Versorgung von Patienten mit Knie-Prothesen erreicht hat.
Der VDE, eine führende Technologie-Organisation Europas, fördert seit über 130 Jahren Innovation und technologischen Fortschritt. Mit dem Klee-Preis 2025 zeichnet der VDE herausragende Forschungsarbeiten aus, die einen hohen Nutzen für Patienten bieten und die Zukunft der Medizintechnik gestalten.
Sitz des VDE (VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.) ist Frankfurt am Main. Mehr Informationen unter VDE Webseite
Quelle: VDE Pressemitteilung
Humboldt-Stipendiatin am E.ON Energy Research Center
Dr. Ameze Big-Alabo von der University of Port Harcourt in Nigeria forscht am Lehrstuhl Automation of Complex Power Systems der RWTH Aachen. © Judith Peschges
Die Elektrotechnikerin Ameze Big-Alabo verstärkt ab April 2025 im Rahmen eines Humboldt-Stipendiums das internationale Forschungsteam um Professor Antonello Monti im Fachbereich Mikrogrids.
Im Rahmen des Henriette Herz-Scouting-Programms der Humboldt-Stiftung setzte sich Professor Antonello Monti, Leiter des Instituts und Inhaber des Lehrstuhls Automation of Complex Power Systems (ACS), erfolgreich dafür ein, die Wissenschaftlerin für das E.ON Energy Research Center zu gewinnen. Ameze Big-Alabo, eine international erfahrene Forscherin, wechselte daraufhin von der University of Port Harcourt in Nigeria an die RWTH Aachen University.
Sie ist auf Windkraftanlagen, Solarpaneele und die Kombination beider Technologien in lokalen Energienetzen spezialisiert und verfolgt das Ziel, sogenannte Mikrogrids noch effizienter, robuster und nachhaltiger zu machen. Mikrogrids sind kleine lokale Energienetzwerke, die sowohl vom allgemeinen Stromnetz getrennt als auch mit diesem verbunden betrieben werden können. Für die Weiterentwicklung dieser Systeme sind komplexe Entwürfe und mathematische Modellierungen erforderlich, die reale Mikronetze abbilden. Dazu gehören Optimierung, Energiemanagement und Fehlererkennung.
„ Mein Forschungsgebiet passt hervorragend zu den Schwerpunkten des Instituts in Aachen. Ich komme gut voran und bisher läuft alles nach Plan“, lautet die erste Bilanz der Wissenschaftlerin.
Ein wesentlicher Teil ihrer Arbeit sind computergestützte Simulationen. Dabei analysiert sie, wie sich unterschiedliche Energiequellen optimal kombinieren lassen. Bei der Modellierung von Solarpaneelen berücksichtigt sie zahlreiche Faktoren, darunter Sonnenintensität, Außentemperatur, geografische Lage und Paneelgröße. Im Anschluss an die Simulationen erfolgen experimentelle Tests. Neben der intensiven Arbeit am Computer ist ihr der persönliche Austausch im Forschungsteam wichtig.
„Ich schätze die internationale Gemeinschaft, die hier herrscht. Es arbeiten viele Menschen unterschiedlicher Herkunft am Institut und mit allen verstehe ich mich gut“, sagt die Forscherin.
Ameze Big-Alabo kann auf umfangreiche internationale Erfahrung zurückblicken: Sie erwarb ihren Bachelor- und Masterabschluss in Elektrotechnik in Nigeria und erhielt anschließend ein Stipendium für ein Masterstudium im Fach Advanced Control Systems Engineering an der University of Manchester. Dort gewann sie den Neil Munro Prize für die beste Masterarbeit in ihrem Fachgebiet. Es folgte ein weiteres Stipendium für die Promotion an der University of Glasgow in Schottland.
Auch über das Ende ihres Forschungsaufenthalts im April 2026 hinaus erhofft sich die Wissenschaftlerin eine dauerhafte Zusammenarbeit mit der RWTH. Nach ihrer Rückkehr wird sie ihre Lehrtätigkeit in Nigeria wieder aufnehmen. Ihr langfristiges Ziel ist es, zur Verbesserung der Energieversorgung in ihrem Heimatland beizutragen.
„Energieerzeugung ist eine der größten Herausforderungen bei uns. Mit dem Wissen, das ich bei meinen Forschungsaufenthalten gewinne, will ich eine nachhaltige Entwicklung anstoßen“, erklärt Ameze Big-Alabo.
Das Humboldt-Forschungsstipendium richtet sich an promovierte und überdurchschnittlich qualifizierte Forschende aus der ganzen Welt und allen Fachrichtungen. Es ermöglicht in verschiedenen Stadien der wissenschaftlichen Laufbahn, persönliche Forschungsvorhaben in Kooperation mit Gastgeber:innen einer Forschungseinrichtung in Deutschland durchzuführen. Das monatliche Stipendium beträgt 3.200 Euro zzgl. Nebenleistungen. Es kann für eine Dauer zwischen sechs und 18 Monaten beantragt werden und ist auf bis zu drei Aufenthalte innerhalb von drei Jahren aufteilbar.
Das Henriette Herz-Scouting-Programm ermöglicht es namhaften und gut vernetzten Wissenschaftler:innen, ihr Team um exzellente Humboldt-Forschungsstipendiat:innen zu erweitern. Bei der Nominierung der Stipendiat:innen werden individuelle Lebens- und Bildungswege – auch und gerade hinsichtlich Chancengerechtigkeit und Barrierefreiheit – berücksichtigt.
Hier finden Sie weitere Informationen zum Humboldt-Forschungsstipendium sowie zum Henriette Herz-Scouting-Programm.
Fröhliches Brückenbauen von Neurowissenschaften über Computertechnik zur KI
Im Rahmen der RIA-Vorträge wird Seniorprofessor Rainer Waser am 18. Juni 2025 die Schnittstellenforschung der Gebiete Neurowissenschaften, Computertechnik und KI vorstellen.
In seinem Online-Vortrag mit anschließender Diskussionsrunde wird Professor Rainer Waser vom Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 2 der RWTH Aachen University und vom Peter Grünberg Institut 7, Elektronische Materialien, des Forschungszentrums Jülich auf aktuelle Konzepte, Lösungen, Folgen und Perspektiven der Forschungskollaboration verschiedener Fakultäten eingehen. Die eineinhalbstündige Veranstaltung kann über Zoom kostenfrei besucht werden und beginnt um 17 Uhr.
Aufgrund seiner herausragenden Forschung wurde Professor Rainer Waser mit dem Leibniz-Preis 2014 ausgezeichnet. Seine interdisziplinäre Ausrichtung war dabei ein entscheidender Faktor. Anfang des Jahres 2025 wurde ihm die Ehren-Seniorprofessur der RWTH Aachen University verliehen. Er widmet sich weiterhin der Erforschung memristiver Phänomene, dem neuromorphen Computing und der Beziehung zwischen funktionalen Oxiden und ihrer Defektchemie.
„Mich nicht nur in eine Disziplin zu vertiefen, sondern Brücken zu bauen, hat mich mein Leben lang angetrieben“, so der Forscher über seine Motivation.
Die Regionalgruppe Informatik Aachen (RIA) ist Teil der deutschen Berufsvertretung für Informatiker und Informatikerinnen, der Gesellschaft für Informatik. Die Mitglieder dieser Gruppe kooperieren mit dem Ziel, einen Informationsaustausch zu ermöglichen, relevante Themen zu erörtern und die gemeinsamen Interessen in den Bereichen Informatik und IT in der Region zu vertreten. Es besteht eine enge Kooperation zwischen RIA und REGINA e.V., dem Regionalen Industrieclub Informatik Aachen der RWTH und der Fachhochschule Aachen.
Die Gesellschaft für Informatik ist eine lokal sowie international agierende Organisation, die als Türöffner in die Berufs- und Wissenschaftswelt fungiert. Sie ermöglicht den Informatikern und Informatikerinnen im Beruf einen kontinuierlichen Austausch mit der Wissenschaft. Sie fungiert als intermediäre Instanz, die Wissenschaft und Praktiker aus Industrie und Verwaltung zusammenbringt und deren Interessen in der Politik vertritt.
Die Teilnahme an der Veranstaltung ist über diesen Zoom-Zugang möglich. In der Playlist des YouTube-Kanals des Lehrstuhls für Software Engineering wird ein Video des Vortrags und der Diskussion kurz nach dem Ende der Veranstaltung zur Verfügung gestellt.
Sollten Sie Interesse an Informationen zu zukünftigen RIA-Vorträgen haben, so besteht die Möglichkeit, dies über die E-Mail-Adresse vortrag@i3.informatik.rwth-aachen.de zu melden.
Neue Dimensionen für Mikroelektronik: RWTH und TU Dresden starten gemeinsames Großprojekt
Künstlerische Visualisierung eines gestapelten Chips in Form eines Wolkenkratzers. © TU Dresden / cfaed
Professor Max Lemme ist Co-Sprecher des neuen DFG-Sonderforschungsbereichs „Active-3D“. Ziel ist die weitere Leistungssteigerung von Mikrochips, indem das bislang ungenutzte Volumen über der Chipfläche in die Funktion integriert wird.
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert mit dem neuen Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR-404) Zukunftsweisende Elektronik durch aktive Bauelemente in drei Dimensionen (Active-3D) ein wegweisendes Forschungsprojekt, das die Miniaturisierung in der Mikroelektronik in eine neue Phase führen will. Mit Professor Max Lemme, Inhaber des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente an der RWTH Aachen University, ist ein renommierter Wissenschaftler der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik als Co-Sprecher an zentraler Stelle beteiligt. Gemeinsam mit Professor Thomas Mikolajick von der TU Dresden koordiniert er das Verbundprojekt, an dem mehrere Universitäten und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen beteiligt sind.
Das Ziel des Sonderforschungsbereichs: Die dritte Dimension elektronisch nutzbar machen. Während herkömmliche Chips vor allem in der Fläche optimiert wurden, soll nun auch das darüber liegende Volumen – also der Bereich der sogenannten Metallisierungsebene (Back-End of Line, BEOL) – für aktive Bauelemente, die Logik- und Speicherfunktionen sowie schaltbare Verbindungen ermöglichen, erschlossen werden. Auf Basis neuer Materialien werden innovative Bauelemente entwickelt und in Schaltungen und Systeme integriert, die Verbesserungen in Bezug auf die Schlüsselindikatoren Leistung, Verarbeitungsgeschwindigkeit und Fläche versprechen. Material, Technologie und Schaltkreise werden im Rahmen des Technologie-Design-System-Co-Entwicklungsansatzes gleichzeitig neu entwickelt. Dadurch ist es möglich, Funktionalitäten über das bisher der passiven Verdrahtung vorbehaltene Volumen zu verteilen und somit das gesamte Volumen des Chips auszunutzen. So könnten völlig neue 3D-Elektroniksysteme entstehen, die nicht nur leistungsfähiger, sondern auch energieeffizienter und kompakter sind.
„Mit dem TRR ‚Zukunftsweisende Elektronik durch aktive Bauelemente in drei Dimensionen (Active-3D)‘ wird Deutschland und Europa in der Mikroelektronik-Grundlagenforschung gestärkt“, erklärt Professor Mikolajick. „Die involvierten Forscher:innen an den verteilten Standorten ergeben zusammen eine optimale Voraussetzung für das Erforschen der Nutzung des gesamten Volumens eines Chips für aktive Bauelemente.“
Bereits mit dem Auftakt des Großprojekts ist ein schlagkräftiges Netzwerk, das an der Spitze der internationalen Elektronikforschung mitwirkt, entstanden. Zu den Partnern zählen das Forschungszentrum Jülich, die AMO GmbH, die NaMLab gGmbH, das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle und die Ruhr-Universität Bochum. Das Format des Sonderforschungsbereichs/Transregio ermöglicht eine enge, standortübergreifende Zusammenarbeit. Die RWTH und die TU Dresden teilen sich die wissenschaftliche Verantwortung und bringen jeweils komplementäre Schwerpunkte ein. Darüber hinaus werden Nachwuchswissenschaftler:innen weiterer Hochschulen und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen eingebunden. Rund 15 Promotions- und Postdoc-Stellen sind bereits besetzt, eine weitere Stelle ist noch ausgeschrieben. Im Projektverlauf sollen weitere Stellenangebote folgen.
Offene Stellenanzeigen werden auf der Homepage des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik zu finden sein.
So lässt es sich studieren – das Urteil im CHE-Ranking 2025.
Die Studiengänge der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik erhielten bei Deutschlands größtem Hochschulranking Feedback im Spitzenbereich.
Das aktuelle CHE-Ranking bescheinigt den Bachelor-Studiengängen Elektrotechnik und Informationstechnik (mit und ohne Orientierungssemester) sowie Computer Engineering eine sehr gute Qualität. Besonders gut bewertet wird die Unterstützung am Studienanfang: Mit 15 von 16 möglichen Punkten erreicht dieser Bereich ein herausragendes Ergebnis. Laut Rückmeldung der Studierenden finden sie für ihr Studium eine hervorragende Ausstattung und Organisation vor. Bereiten sich Studierende auf ein Auslandsstudium vor, machen sie – so das Rankingergebnis – sehr gute Erfahrungen bei der Unterstützung. Die Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik erhält im Rahmen des Faktenchecks positive Bewertungen hinsichtlich der Promotionen pro Professor sowie der Drittmittel je Wissenschaftler. Dies lässt auf einen deutlich ausgeprägten Wissenschaftsbezug schließen. Auch die Studierenden zeigen sich hinsichtlich der Einführung in wissenschaftliches Arbeiten überdurchschnittlich zufrieden.
Wenn die Studienrichtung feststeht, muss die Frage nach der richtigen Hochschule beantwortet werden. Neben dem Professor:innen-Urteil und dem Faktencheck beinhaltet dieses Ranking die Bewertung aus erster Hand: von Studierenden für Studieninteressierte.
„Wie breit ist das Studium inhaltlich aufgestellt?“, „Können Pflichtveranstaltungen ohne Überschneidungen besucht werden?“ oder „Sind die PCs aktuell oder Anno Tobak?“ sind einige der Fragen, die auf einer Skala von einem bis fünf Sternen bewertet worden sind.
Das CHE-Ranking ist das umfangreichste Hochschulranking im deutschsprachigen Raum. Insgesamt wurden mehr als 300 Hochschulen untersucht und 120.000 Studierende haben sich an einer Befragung beteiligt. Die einzelnen Hochschulen werden je Fach in verschiedenen Kriterien miteinander verglichen und dann in eine Spitzen-, Mittel- oder Schlussgruppe eingeteilt. Die RWTH erreicht insgesamt 97-mal eine Platzierung in der Spitzengruppe.
Jedes Fach wird im Abstand von drei Jahren untersucht. Die Ergebnisse für die einzelnen Fächer sind unter CHE Ranking 2025: Das große Hochschulranking abrufbar.
