Universiteit Twente zoekt alternatieven voor grafeen als materiaal voor chips

De Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie heeft onlangs 1,6 miljoen euro uitgetrokken voor een onderzoeksprogramma van de Universiteit Twente. Met dat programma neemt de universiteit tweedimensionale materialen onder de loep voor mogelijk snellere chips.

Tweedimensionale materialen als het bekende grafeen kunnen leiden tot snellere chips. Elektronen kunnen daarin namelijk sneller bewegen, wat hogere klokfrequenties in processors mogelijk maakt. Het probleem is alleen dat het niet eenvoudig is om ze op grote schaal te fabriceren, doordat de dikte en de distributie van het grafeen onvoorspelbaar zijn.

Het zoeken naar andere materialen is volgens de Universiteit Twente dan ook belangrijk, al is het maar omdat grafeen niet over een zogeheten band gap beschikt. "Dit is een kloof tussen energieniveaus die een elektron alleen kan overbruggen met een elektrisch veld dat van buitenaf is aangelegd. Dit veld-effect is cruciaal voor de transistorwerking. Als er toch extra laagjes nodig zijn van andere materialen om het effect te bereiken, is een grafeentransistor niet langer tweedimensionaal", aldus de universiteit.

De kippengaasstructuur van een enkele laag koolstofatomen van grafeen wordt onder meer toegepast in grafeentransistors, ultracondensators en transparante elektrodes. De wetenschappers onder leiding van professor Harold Zandvliet willen met het onderzoeksprogramma, dat Two-dimensional semiconductor crystals heet, daarentegen naar materialen als siliceen en fosforeen kijken. Die beschikken over een band gap of daarbij zou een band gap zijn te creëren zonder dat daarbij de tweedimensionale structuur verloren gaat.

De Universiteit Twente werkt samen met theoretische en experimentele groepen van de Radboud Universiteit Nijmegen, de TU Delft en de Rijksuniversiteit Groningen. Uiteindelijk moet het onderzoek niet alleen leiden tot een beter begrip en theorievorming, maar volgens de Universiteit Twente ook tot werkende 'devices'.

Reacties (26)

[Iblies]

Bedrag stelt niets voor.
Het is bedoeld voor 4 jaar, per jaar een bedrag van ongeveer 4 ton. Uit dat bedrag moet je locatie financieren en de onderzoekers. Daar ga je echt niet veel mee doen. Enigste pluspunt is dat de materialen bekend zijn en relatief weinig kosten. Grootste deel van het onderzoek zal niets meer of minder zijn dan het doormeten van de kristallen siliceen (de silicium versie van grafeen), fosforeen en de overgangsmetalen (di)chalcogenides (copyright paste ). Met die gegevens in de hand kun je hopelijk een soort transistor bouwen.

Mocht de resultaten hoopvol zijn dan is de volgende stap om het op te schalen en dan heb je heel veel potentiële klanten ik een markt waarvan de niche zelfs een veelvoud van miljoenen waard is.

[TheUninvited]

1,6 miljoen voor zulk soort studies vind ik persoonlijk zelfs nog weinig. Als je ervan uitgaat zoals je zegt 4 ton per jaar. Daar kun je ~4 fulltime onderzoekers mee financieren. En dan nog eventuele kosten van het gebruik van onderzoeksapparatuur en het samenwerken met andere instellingen.

Het is juist heel belangrijk dat hierin wordt geinvesteerd, de hele economie draait tegenwoordig om IT als je dit kan optimaliseren, ook met behulp van nieuwe technieken als grafeen voor chips. Kun je kostenbesparend werken, maar ook energiebesparend een heel groot thema in verband met groene energie. 1,6 miljoen in een miljardeneconomie is een peulenschil eigenlijk

[Verwijderd]

Je zegt het alsof onderzoek naar materie dat een enorme voorwaartse stap in de computertechnologie kan zetten iets nutteloos is en het geld beter aan iets anders kan worden besteed.

Wel vertel, waar zou jij die 1.6 miljoen Euro aan besteden?

[DrPoncho]

Want dat wordt natuurlijk nog niet gedaan. Dus daarom moet al het andere onderzoek stil komen te liggen. En het is ook niet zo dat efficiëntere chips voor energiebesparingen zorgen. Ook kunnen snellere chips niet krachtigere berekeningen uitvoeren om te ondersteunen in het onderzoek naar milieuvriendelijke onderzoeken. Het is al helemaal onzin dat dergelijke onderzoeken vaak onvoorziene randproducten en -resultaten opleveren die op hun beurt weer in andere gebieden toegepast kunnen worden.

Je hebt absoluut gelijk, wat een weggegooid geld.

Alle reclame's van tweakers op de radio om zoveel mogelijk bezoekers te trekken, dát is opvallend goed besteed geld geweest - heeft de community gigantisch verrijkt.

[gladius1983]

Lijkt mij precies in het straatje passen van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (als ik alleen uitga van de naam).

[Rudie_V]

nieuws: UT: siliceen ongeschikt voor elektronica door 'zelfmoordneigingen'
Hierin was siliceen nog ongeschikt, maar nu toch weer naar kijken dus.

[Verwijderd]

herinner me nieuws van dit jaar toen grafeen het helemaal zou zijn
er nu al op uitgekeken?

[Verwijderd]

Volgens mij heeft de redacteur zelf maar weinig van de materie begrepen, en is het nieuwsartikel een beetje gebleven tot overschrijven - zonder echt goed te verwoorden aan het niet-zo-slimme leespubliek waar het nou om gaat (wtf: zijn tweedimensionale materialen).

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 25 juli 2024 07:40]

[Propheticus]

Nogal nietszeggende reactie als je niet aangeeft wat er dan niet klopt... of beter nog een inhoudelijke reactie met verbetering.

[rty]

Ik vind de bron duidelijker en mooier lezen dan dit nieuwsbericht van tweakers zelf. Lijkt idd erg op overschrijven en het daarbij wat wolliger maken om er een eigen draai aan te geven.

Had zelf graag een plaatje gezien om aan te geven wat een grafeen laag is (meteen duidelijk wat 2d materiaal is) En waarom het belangrijk is voor de toepassing dat het 2D is. Nu geeft het nieuwsbericht zelf geen toegevoegde waarde, en zou alleen een link naar de bron al voldoen.

[gis.]

Ik meen mij te herinneren dat unieke eigenschap van grafeen is dat het op moleculair niveau geschikt is voor veel toepassingen, zoals maken van printplaten. Met twee-dimensionaal zal dan iets bedoeld worden in de trend van: lengte x breedte x 1 molecuul dikte. Doordat extra laagjes nodig zijn voor die band-gap, zal dus de dikte meer dan 1 molecuul worden..

Verder schijnt grafeen episch sterk en bovendien transparant te zijn.

[Reactie gewijzigd door gis. op 25 juli 2024 07:40]

[Clubbtraxx]

Een enkele laag atomen... platter gaat het niet worden.
Hou je lengte en breedte over. 2D dus als het ware.

[flabber]

Het probleem is alleen dat het niet eenvoudig is om ze op grote schaal te fabriceren, omdat de dikte en de distributie van het grafeen onvoorspelbaar is.

Ik ben geen natuurkundige, maar volgens mij is de dikte van grafeen nu juist een van de meest voorspelbare zaken ter wereld: namelijk 1 atoom. Is het dikker, dan is het geen grafeen.

Uiteraard maakt dat de productie ervan niet makkelijker, maar de onbekende dikte is in geen geval een oorzaak. (Evenmin als de distributie, want grafeen heeft ook altijd de zelfde structuur)

[Verwijderd]

Grafeen kan prima een dikte van meer dan 1 atoom hebben. Het gaat daarbij echter niet om de dikte van een enkele sheet, maar om het aantal sheets, en hoe die met elkaar in verbinding zijn. Er is dus wel dergelijk een probleem met onbekende diktes.

[flabber]

Grafeen is juist die enkele sheet en die is heel moeilijk om (grootschalig) te produceren.
Zodra je een heleboel van die sheets in onbekende diktes en verbindingen onderling creëert, dan heb je iets anders, namelijk grafiet.

Een willekeurige stapel printpapier A4 135g bevat ook veel velletjes, maar de afmetigen en gewicht van een A4tje veranderen daardoor niet, hoeveel je er ook op elkaar stapelt.

[Idifix-nl]

Die 2 komen duidelijk uit Twente

[oko2708]

Wat zijn dit voor duistere praktijken? Ik dacht dat er eerst "Grafsteen" stond

1.6 miljoen? Das een smak geld! Hopen dat er een leuk resultaat volgt. Snellere chips zijn natuurlijk altijd welkom!

[Tomm13]

Even een vlugge schatting.
Professor zal 80k per jaar kosten, zo niet meer. Postdoc 50-60k per jaar. Promovendus 30 k per jaar.
Deze 1,6 miljoen is 4 ton per jaar. Een minigroep met een professor, 2 postdocs, 4 promovendi is al 320 000. En dan moet er nog apparatuur komen. Je kunt hiermee dus geen nieuwe groep opzetten maar eerder extra spul kopen voor een bestaande groep die de focus verlegt naar 2-d materialen met een bandgap.

[Reactie gewijzigd door Tomm13 op 25 juli 2024 07:40]

[HollovVpo1nt]

Denk dat ik naar bed moet, ik dacht even aan aardappelchips en stond toch even te kijken van de titel van dit artikel xD

[Rob_Dielemans]

Jaren geleden had ik iets gelezen over diamant als materiaal om transistoren mee te maken. Ook weer koolstof. Ik weet niet wat de reden is dat ik daar nog niks van op de markt gezien hebt omdat diamant iets is wat je vrij makkelijk kan maken (zolang je maar klein blijft en geen karaat probeert te maken)

[Jaapvaak]

Dan zou ik twijfelen over over het nut van dit onderzoek.