Großer Erfolg für RWTH, AMO und das Aachen Graphene & 2D Materials Center bei Beantragung von FET Open-Projekten. Mit FET Open werden im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der EU unkonventionelle neue Forschungsideen in Frühstadium gefördert, die auf fundamentale Durchbrüche für neue Technologien abzielen. Das Programm ist offen für alle Wissenschaften und Disziplinen, von den im Januar 2019 eingereichten Anträgen werden nur 53 gefördert, 45 von deutschen Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Nur fünf dieser geförderten Projekte werden in Deutschland koordiniert, drei davon in Aachen. Sie starten jetzt bei RWTH, AMO GmbH und Aachen Graphene & 2D Materials Center.
Das Projekt WiPLASH zielt darauf ab, die einzigartigen Leitungseigenschaften von Graphen zu nutzen, um die Machbarkeit und das Potenzial der drahtlosen On-Chip-Kommunikation aufzuzeigen. Dies könnte ein Durchbruch zur Steigerung von Parallelität und Energieeffizienz in Hardwarearchitekturen sein. Die Strategie besteht heute darin, mehrere, spezialisierte Rechen- und Speichereinheiten eng in eine einzige Architektur zu integrieren. Dieser Ansatz leidet jedoch unter der inhärenten mangelnden Flexibilität der derzeitigen Methoden zur Verbindung der verschiedenen Einheiten. WiPLASH wird als Pionier der drahtlosen On-Chip-Kommunikation fungieren, um diesen Engpass zu umgehen und architektonische Plastizität zu schaffen. „Unser Ziel ist die Entwicklung von graphenbasierten Schaltungsblöcken für miniaturisierte, abstimmbare und ultrahohe drahtlose Kommunikation“, sagt Professor Renato Negra, Inhaber des RWTH-Lehrstuhls für Hochfrequenzelektronik und Partner von WiPLASH. „Wir wollen rekonfigurierbare Chip-Scale Front-Ends auf Basis dieser Schaltungen demonstrieren und die Leistungsfähigkeit dieses Ansatzes in mindestens einer Schlüsselanwendung unter Beweis stellen.“
"WiPLASH und das Projekt ORIGENAL sind Beispiele dafür, wie die Forschung an zweidimensionalen Materialien radikal neue Technologielinien erschließen kann, die dazu beitragen, die technologische Führung Europas zu stärken", so Professor Max Lemme, Inhaber des RWTH-Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente und Geschäftsführer der AMO GmbH. „Diese beiden Projekte stehen auch im Einklang mit der Vision des Aachen Graphene & 2D Materials Centers, das als eine Art Inkubator für solche neuen Ideen fungiert, zumindest für den Aachener Teil.“ Sowohl Lemme als auch Negra gehören zu den Gründungsmitgliedern des Zentrums, das die komplementären Kompetenzen und Einrichtungen der Aachener Spitzenforschungsgruppen im Bereich der zweidimensionalen Materialien bündelt, um die Lücke von der Grundlagenforschung zur Anwendung zu schließen.
Das Projekt ORIGENAL ist eines der zwei FET Open Projekte, die die AMO GmbH koordiniert. Es schlägt einen radikal neuen Ansatz vor, um die Anzahl der Transistoren auf einem Chip weiter zu erhöhen. „Die Idee an sich ist relativ einfach“, sagt Daniel Neumaier, Gruppenleiter der Gruppe Graphene and 2D Materials bei AMO und Projektkoordinator von ORIGENAL. „Wir wollen die Eigenschaften bestimmter zweidimensionaler Materialien nutzen, um extrem dünne integrierte Schaltungen auf einem Dünnfoliensubstrat zu realisieren und dann das Substrat als Origami zu falten, um bis zu tausend Schaltungen übereinander zu legen.“ ORIGENAL stützt sich auf die Expertise von vier Forschungsgruppen in Deutschland, Österreich, Italien und Finnland und auf einen interdisziplinären Ansatz, der Beiträge aus den Bereichen Materialwissenschaften, Elektrotechnik und Maschinenbau, Physik und Chemie umfasst. Der Nutzen dieses Aufwandes kann enorm sein. Mehr Transistoren auf einem Chip bedeuten komplexere und leistungsfähigere Bauelemente, insbesondere für Anwendungen wie Neuromorphic Computing, die auf dicht miteinander verbundenen Architekturen basieren, wie sie in ORIGENAL angestrebt werden.
AMO koordiniert ebenfalls das Projekt POSEIDON. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden sich in POSEIDON der Herausforderung stellen, vor der die Silizium-Nanophotonik heute steht – die Realisierung einer in einen Silizium-Mikrochip integrierten (kosten-) effizienten Lichtquelle. Ein solches Bauteil wird einen großen Einfluss auf eine schneller werdende und energieeffizientere Datenübertragung haben, wodurch die Verlustleistung in Rechenzentren drastisch reduziert werden kann. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, hat sich AMO mit einem internationalen und interdisziplinären Konsortium aus sechs Forschungsgruppen aus Deutschland, Spanien und Großbritannien sowie einem KMU aus Tschechien zusammengeschlossen. Gemeinsam werden sie eine neue technologische Plattform für die Integration aktiver kolloidaler Komponenten in photonische und elektronische Geräte entwickeln. „Eine solche Technologie wird nicht nur für die optische Datenübertragung, sondern auch für kostengünstige und energieeffiziente Sensoren für industrielle und biomedizinische Anwendungen wegweisende Möglichkeiten eröffnen“, sagt Anna Lena Giesecke, Gruppenleiterin für Nanophotonik bei AMO und Projektkoordinatorin von POSEIDON.