Forschung

Graphen Elektronik

Zweidimensionale Materialien wie Graphen erschienen erstmals 2004 auf der Landkarte, wobei große Hoffnung aufkam, dass diese Materialien die Mikroelektronik revolutionieren können. Diese Erwartungen wurden durch die hervorragenden intrinsischen Eigenschaften insbesondere von Graphen getrieben: der hohen Ladungsträgerbeweglichkeit, der breitbandigen optischen Absorption, der ultimativ geringen Dicke des Materials sowie der hohen mechanischen Festigkeit.

AMO beschäftigt sich seit 2006 mit der Erforschung von Graphen und anderen 2D-Materialien für einen potentiellen Einsatz in der Mikroelektronik und in mikroelektronischen Systemen. Insbesondere Hybridsysteme aus konventioneller Siliziumtechnologie und Graphen sind sehr vielversprechend für Anwendungen im Bereich der Hochfrequenzelektronik, Sensorik und Photonik. Außerdem sind wir daran interessiert, Anwendungen von Graphen in der flexiblen und Wearable-Elektronik zu erforschen.

Gruppenleiter: Dr. Zhenxing Wang
Stellvertretender Gruppenleiter: Dr. Gordon Rinke

Kontakt

Dr. Zhenxing Wang

Group Leader - Graphene Electronics


Von einzelnen Bauelementen bis zur Integration

Auf der Ebene der einzelnen Bauelemente hat die Graphene Electronics Gruppe bei AMO bereits eine Reihe von wichtigen Meilensteinen erreicht und Prototyp-Bauelemente realisiert, die ihre Gegenstücke auf der Basis etablierter Halbleiter übertreffen.

Die nächste große Herausforderung ist die Integration solcher Bauelemente im Wafer-Maßstab. Hierbei beschäftigt sich AMO insbesondere mit der Integration von Graphen auf Silizium. Ein erster Basisprozess für die Herstellung von Back-Gate-Graphen-Bauelementen auf 6-Zoll-Siliziumwafern ist seit 2018 in Betrieb und für unsere Kunden verfügbar. Der Prozess wird im Rahmen des 2D-EPL-Projekts weiterentwickelt und ausgebaut sowie als Multiprojekt-Waferläufe angeboten.

„Ein Vorteil der 2D-Materialien ist, dass sie sich gut in die Standard-CMOS-Technologie integrieren lassen. Das bedeutet, dass sie verwendet werden können, um die Fähigkeiten von Siliziumchips um zusätzliche nicht-digitale Funktionalitäten zu erweitern – zum Beispiel Sensoren oder photonische Komponenten. Die Herausforderung besteht darin, die richtigen Rezepte zu finden, um dies in großem Maßstab zu erreichen.“

Aachen Graphene & 2D Materials Center

AMO ist eines der Gründungsmitglieder des Aachen Graphene & 2D Materials Center, einem Kompetenzzentrum, das auf der komplementären Expertise und den Einrichtungen der führenden Aachener Forschungsgruppen auf dem Gebiet der 2D-Materialien aufbaut.

Laufende Projekte

Abschlossene Projekte

Förderer Funding Agency:
  • Alle
  • BMBF
  • BMFTR
  • BMFTR, EU
  • BMWE
  • BMWi
  • BMWK
  • DFG
  • EFRE NRW
  • EU
  • Land NRW