Das vorliegende Projekt ist interdisziplinär an der Schnittstelle von Materialwissenschaft, Physik und Elektrotechnik im Kontext der Halbleitertechnologie angesiedelt.
Die geplante Erforschung eines planaren, kohlenstoff-basierten Materialsystems bietet dabei den enormen Vorteil einer Anschlussfähigkeit an die bestehende Siliziumtechnologie.
Graphen ist wie die verwandten Kohlenstoff-Nanoröhrchen ein Material mit extrem hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten, die ein bis zwei Größenordnungen über den Werten von Silizium liegen. Damit bietet dieses Material ein enormes Potenzial für zukünftige nanoelektronische Bauelemente mit höchsten Schaltfrequenzen. Gegenüber CNTs besitzt Graphen prinzipiell den Vorteil, als zweidimensionales Schichtsystem erzeugt werden zu können. Gelingt es, einen verlässlichen Herstellungsprozess zu etablieren, stehen der Forschung und damit ultimativ der Industrie sämtliche bekannte Verfahren der Siliziumtechnologie zur Herstellung von Bauelementen und Schaltkreisen zur Verfügung. Im Gegensatz zu CNTs besitzt Graphen damit ein wesentlich größeres Innovationspotential für einen industriellen Einsatz.
Das vorliegende ALEGRA Projekt setzt genau an dieser Stelle an und hat die grundlegende materialwissenschaftliche Erforschung von relevanten Technologien zur Erzeugung von Graphenschichten und deren Verarbeitung zu nanoelektronischen Bauelementen zum Ziel. Es gilt, die beeindruckenden Materialeigenschaften einer Kohlenstoff-Elektronik, die durch CNTs prinzipiell aufgezeigt wurden, durch planare Graphenschichten in die ingenieurmäßige Realität zu überführen. Dabei greifen die Forscher auf langjährige Erfahrungen im Bereich der Integration neuer Materialien in die Silizium-Prozesstechnologie und der Erforschung nanoelektronischer Bauelemente zurück. Damit ist eine Konvergenz von Materialentwicklung, Prozesstechnologie und Bauelementintegration gewährleistet, sowie die Fokussierung der Forschungsaktivitäten auf die Generierung belastbarer, relevanter Daten. Bei erfolgreichem Projektabschluss ist durch die angestrebte Patenschaft von Qimonda und durch den Hintergrund „Silizium-Nanotechnologie und nanoelektronische Bauelemente“ der Forschergruppe sichergestellt, dass positive Ergebnisse unverzüglich eine industrielle Umsetzung am Standort Deutschland erfahren.
