{"id":2541,"date":"2022-06-08T15:35:43","date_gmt":"2022-06-08T13:35:43","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/?p=2541"},"modified":"2022-06-08T16:24:30","modified_gmt":"2022-06-08T14:24:30","slug":"neue-veroeffentlichung-von-professor-lemme-kolleginnen-und-kollegen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/neue-veroeffentlichung-von-professor-lemme-kolleginnen-und-kollegen\/","title":{"rendered":"Neue Ver\u00f6ffentlichung von Professor Lemme, Kolleginnen und Kollegen"},"content":{"rendered":"<div class=\"twoclick_social_bookmarks_post_2541 social_share_privacy clearfix 1.6.4 locale-de_DE sprite-de_DE\"><\/div><div class=\"twoclick-js\"><script type=\"text\/javascript\">\/* <![CDATA[ *\/\njQuery(document).ready(function($){if($('.twoclick_social_bookmarks_post_2541')){$('.twoclick_social_bookmarks_post_2541').socialSharePrivacy({\"services\":{\"facebook\":{\"status\":\"on\",\"txt_info\":\"2 Klicks f\\u00fcr mehr Datenschutz: Erst wenn Sie hier klicken, wird der Button aktiv und Sie k\\u00f6nnen Ihre Empfehlung an Facebook senden. 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Und sie ist die Achillesferse von Transistoren auf Basis zweidimensionaler Materialien, die typischerweise eine wesentlich schlechtere Stabilit\u00e4t aufweisen als Bauelemente auf Siliziumbasis. Ein Team von Forschern der TU Wien, der AMO GmbH, der RWTH Aachen und der Bergischen Universit\u00e4t Wuppertal hat nun einen neuartigen, technischen Ansatz zur Verbesserung der elektrischen Stabilit\u00e4t von zweidimensionalen Transistoren durch sorgf\u00e4ltige Abstimmung der Fermi-Energie vorgestellt. Die Ergebnisse wurden in der Nature Electronics ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n<p>Heute besteht kaum noch ein Zweifel daran, dass Bauelemente auf der Basis von Graphen und anderen zweidimensionalen (2D) Materialien dank ihrer Eigenschaften den Stand der Technik f\u00fcr bestimmte Anwendungen \u00fcbertreffen k\u00f6nnen. Zweidimensionale Materialien gelten auch als einige der aussichtsreichsten Kandidaten f\u00fcr die Realisierung von Transistoren in Endgr\u00f6\u00dfe am Ende des Fahrplans der Siliziumtechnologie.\u00a0 Allerdings weisen Bauelemente, die auf 2D-Materialien basieren, oft eine schlechte elektrische Stabilit\u00e4t auf, d. h. ihr Verhalten \u00e4ndert sich je nach Betriebsverlauf.<\/p>\n<p>\u201eDie Zuverl\u00e4ssigkeit von Bauteilen ist ein Aspekt, der in der Forschung oft vernachl\u00e4ssigt wird. Genau daran arbeiten wir seit einigen Jahren, denn sie ist f\u00fcr die Anwendung von zentraler Bedeutung\u201c, erkl\u00e4rt Professor Max Lemme, wissenschaftlicher Direktor der AMO GmbH und Leiter des Lehrstuhls f\u00fcr Elektronische Bauelemente an der RWTH. Die Instabilit\u00e4t wird nicht nur durch die 2D-Materialien selbst verursacht, sondern vor allem durch Ladungen, die in den Oxid-Isolator eingeschlossen sind, der zur Herstellung der Transistoren verwendet wird. \u201eIdealerweise w\u00fcrde man einen anderen Isolator mit weniger Ladungsfallen verwenden\u201c, sagt Lemme, \u201eaber daf\u00fcr gibt es noch keine skalierbaren L\u00f6sungen. In unserer Arbeit haben wir stattdessen gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, einen Standardisolator wie Aluminiumoxid zu verwenden und die nachteiligen Auswirkungen der Ladungsfallen im Oxid deutlich zu unterdr\u00fccken, indem man die Ladungstr\u00e4gerdichte im 2D-Material anpasst.\u201c<\/p>\n<div id=\"attachment_2547\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-2547\" class=\"wp-image-2547 size-medium\" src=\"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/files\/2022\/06\/FOR_0111_digital_rgb-300x200.jpg\" alt=\"Mikrochip\" width=\"300\" height=\"200\" srcset=\"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/files\/2022\/06\/FOR_0111_digital_rgb-300x200.jpg 300w, https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/files\/2022\/06\/FOR_0111_digital_rgb-1024x683.jpg 1024w, https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/files\/2022\/06\/FOR_0111_digital_rgb-768x512.jpg 768w, https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/files\/2022\/06\/FOR_0111_digital_rgb.jpg 1280w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><p id=\"caption-attachment-2547\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Martin Braun<\/p><\/div>\n<p>Die Arbeit kombiniert eine gr\u00fcndliche theoretische Analyse des neuartigen Ansatzes &#8211; den die Autoren als \u201estabilit\u00e4tsbasiertes Design\u201c bezeichnen &#8211; mit einer prinzipiellen Demonstration des Konzepts, das durch die Messung verschiedener Arten von FETs auf Graphenbasis erfolgt. Der Kerngedanke des Ansatzes besteht darin, die Kombination aus 2D-Material und Isolator so zu gestalten, dass sich die Energie der Ladungsfallen im Isolator so weit wie m\u00f6glich von der Energie der Ladungstr\u00e4ger im 2D-Material unterscheidet. Lemme erkl\u00e4rt: \u201eGraphen-basierte FETs waren das ideale Testfeld f\u00fcr unseren Ansatz, da es relativ einfach ist, die Energie der Ladungstr\u00e4ger in Graphen einzustellen. Der Ansatz ist jedoch auf alle FETs anwendbar, die auf 2D-Halbleitern basieren.\u201c\u00a0 Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu stabilen und zuverl\u00e4ssigen Transistoren aus 2D-Materialien, die in die Halbleitertechnologie integriert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Bibliographische Informationen:<br \/>\nT. Knobloch, B. Uzlu, Y. Yu. I.llarionov, Z. Wang, M. Otto, L. Filipovic, M. Waltl, D. Neumaier, M. C. Lemme, T. Grasser, <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41928-022-00768-0\"><em>Improving stability in two-dimensional transistors with amorphous gate oxides by Fermi-level tuning<\/em><\/a><em>, Nature Electronics (2022) <\/em>\u2013 Open Access<em><br \/>\n<\/em>DOI: 10.1038\/s41928-022-00768-0<\/p>\n<p><strong>Kontakt:<\/strong><br \/>\nProf. Max C. Lemme<br \/>\nAMO GmbH<br \/>\nlemme@amo.de<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Achillesferse der zweidimensionalen Transistoren heilen Stabilit\u00e4t &#8211; im Sinne eines stabilen Betriebs \u00fcber die gesamte Lebensdauer &#8211; ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die ein elektronisches Bauelement aufweisen muss, um [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":4047,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"c2c_always_allow_admin_comments":false,"footnotes":""},"categories":[1,7,8],"tags":[],"class_list":["post-2541","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-allgemein","category-energie-und-umwelt","category-information-kommunikation-und-elektronik"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2541","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4047"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2541"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2541\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2566,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2541\/revisions\/2566"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2541"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2541"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/elektrotechnik\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2541"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}