Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© Lunds Universitet Teknik | 26 april 2021

2,5 miljoner euro till forskning om ferroelektriska transistorer

Lars-Erik Wernersson, professor i nanoelektronik vid Lunds Universitet, får EU:s ERC Advanced Grant för integration av nya material i framtidens högpresterande och energisnåla transistorer och kretslösningar.

Det handlar alltså om 2,5 miljoner euro under fem år som kommer, enligt Lars-Erik Wernersson bidra med chansen till tillämpad grundforskning, alltså möjlighet att utforska saker utan att veta exakt vart det leder. I dag används kisel som material i de allra flesta transistorer och andra komponenter. Och vi står inför något som har diskuterats under en längre tid nu, problemet med värme. Teknologin blir allt hetare, både bildligt och fysiskt i och med de framsteg som görs, och någonstans där framme finns en så kallad "termisk vägg". Den termiska väggen är en fråga som hittills har undvikits genom att helt enkelt, ja kanske inte så enkelt, navigera runt den i stället för att direkt ta itu med den. Detta har har förvisso gjort det möjligt för oss att fortsätta driva innovationen framåt men samtidigt har muren blivit bredare, vilket gör det svårare att komma runt den. Men som sagt, idag används i huvudsak kisel som det föredragna materialet för transistorer och andra komponenter. Problemet är i vissa fall begränsningar i att dessa förbrukar mycket energi och blir varma, vilket kan leda till överhettning i höghastighetselektronik och skapa problem med för kort drifttid i bärbar elektronik och batteridrivna sensornätverk. Där har vi problemet, en potentiell lösning är mer energieffektiva material. Dessa kan komplettera och integreras med kiselkomponenter för att på så sätt nå bästa möjliga effekt av respektive teknologis styrkor. Traditionella transistorer begränsas över hur låg drivspänning de kan ha utan att prestanda förloras. För att komma runt detta krävs nya transistorer som använder helt andra fysikaliska processer. – Vi har utvecklat en III-V teknikplattform inkluderande ferroelektriska material och vår materialintegration är unik. Det finns ingen annan i Europa som har tillgång till motsvarande teknologi och prestanda, förutom vår forskargrupp. Teoretiskt kan man för vissa viktiga tillämpningar komma ner i drivspänning så att man når upp till 100 gångers energieffektivisering, förklarar Lars-Erik Wernersson i ett pressmeddelande. I projektet kommer forskarna att studera de dynamiska egenskaperna för transistorer och kretsar speciellt inom millimetervågsområdet. I takt med att tekniken utvecklas och kraven på att skicka stora mängder information snabbt växer allt mer kommer man att behöva använda ett betydligt högre frekvensområde än i dag. Forskargruppen med Lars-Erik Wernersson i spetsen tittar på frekvenser i området 30-300 GHz. Som en jämförelse verkar dagens 5G-teknik på runt 30 GHz och det finns radar som använder 60 GHz. Kommande 6G- och 7G-tekniker kommer att behöva använda allt högre frekvenser De nya materialen kan användas inom många områden, som kommunikationsteknologi, AI och maskininlärning samt Internet of Things. Den högre prestandan gör det förutom att de är mer energieffektiva också möjligt att införa ny funktionalitet. Ferro-transistorer är baserat på ferroelektriska material, det vill säja material som kan ha ett inbyggt elektriskt fält i sig. Ett sådant material kan ge ett extra spänningstillskott så att en transistor ”känner av” en högre drivspänning än vad som faktiskt används. På så sätt kan drivspänningen i princip sänkas utan att komponentens prestanda påverkas. – Materialet kommer också ihåg hur det lagt sig och kan minnas detta i upp till tio år. Det kan vara till stor nytta inom maskininlärning där tekniken ständigt behöver anpassa sig i takt med att den utvecklas. Sammantaget så kommer detta projekt att lägga en grogrund för en ny generation av strömsnål kretsteknik i Sverige och världen, säger Lars-Erik Wernersson i pressmeddelandet. Forskargruppen arbetar med tillämpad grundforskning och kommer i detalj att studera de nya materialen. Allt för att förstå hur materialen faktiskt beter sig ner på atomnivå, vilket kommer att bidra med stora fördelar när man väl tittar på hur de kan integreras för tillämpning,
2021-07-15 08:57 V18.20.2-1