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Tunnel-Feldeffekttransistoren für neuartige nanobasierte Elektroniksysteme höchster Energieeffizienz
Motivation
Elektroniksysteme für die Informations- und Kommunikationstechnik werden stark nachgefragt. Die voranschreitende Miniaturisierung bei gleichzeitig steigender Leistungsfähigkeit der Systeme erfordert in naher Zukunft neue energieeffiziente Lösungen. Tunnel-Feldeffekttransistoren (TFET) gelten als eines der vielversprechendsten Konzepte, höchst energieeffiziente elektronische Systeme zu realisieren. Das Forschungsvorhaben eröffnet neue Möglichkeiten zur Entwicklung digitaler und analoger Schaltungen mit beispielhaften Anwendungen in der Sensorik.
Ziele und Vorgehen
Im Vorhaben sollen neuartige TFET-Strukturen erforscht werden, die bei sehr geringen Betriebsspannungen (0,25 V) arbeiten und ein schnelleres Anschalten als Standard-Transistoren erlauben. Das Forschungszentrum Jülich befasst sich mit der Erforschung und Charakterisierung der Leistungsfähigkeit verschiedener TFET-Strukturen, um energieeffiziente Schalter der nächsten Generation zu verwirklichen. Dazu sollen neue, Siliziumkompatible Halbleitermaterialien untersucht und in verschiedenen Architekturen umgesetzt und qualifiziert werden, um die Leistungsfähigkeit der Bauelemente zu steigern. Die TU München erforscht darauf aufbauende analoge und digitale Schaltungen, die sich durch besonders geringe Verlustleistungen auszeichnen. Erste Anwendungen sollen durch die RWTH Aachen in Form neuartiger Sensorik mit integrierter TFET-Elektronik demonstriert werden.
Innovationen und Perspektiven
Tunnel-Feldeffekttransistoren sind neuartige Bauelemente, die das Potenzial für höchst energieeffiziente Anwendungen mit zehn bis hundert Mal geringerem Energieverbrauch haben. Durch ihre Erforschung werden insbesondere in batteriebetriebenen oder energieautarken Systemen zukunftsweisende Anwendungen möglich.