Neue Halbleitermaterialien für energiesparende Computer
In dem Projekt Zeppelin untersucht die Hochschule München zusammen mit Partnern die Halbleitermaterialien Hafnium- und Zirkonoxid zur Herstellung energiesparender Bauelemente, in denen die Schaltvorgänge durch Polarisation dieser ferroelektrischen Materialien erfolgen (siehe S. 671). Richard Ganser arbeitet im Rahmen seiner Promotion an dem Projekt mit.
Worin besteht Ihr Beitrag zum Zeppelinprojekt?
Meine Aufgabe ist es, den Einfluss der Kristallstruktur, der atomaren Wechselwirkungen und der Dotierung auf die Materialeigenschaften zu simulieren, um die physikalischen Vorgänge zu verstehen. Unser Partner an der TU Dresden führt Versuche praktisch durch, sodass Erkenntnisse aus Simulation und Praxis zusammengeführt werden können.
Herr Ganser, wie funktioniert die von Ihnen angewandte Simulationsmethode?
Ein neuronales Netzwerk wird mit aus der Quantenmechanik abgeleiteten Materialdaten gefüttert. So können die atomaren Wechselwirkungen mit hoher Genauigkeit, Statistik und Simulationsdauer simuliert werden.
Welche Ergebnisse hat die Simulation bisher gebracht?
Wir konnten zeigen, unter welchen Bedingungen ein Wechsel von der dielektrischen in die gewünschte ferroelektrische Phase erfolgt und wie die Herstellungsprozesse angepasst werden könnten, um die gewünschten Effekte zu verstärken.
In welche Richtungen muss weiter geforscht werden?
Ein Hauptaugenmerk künftiger Forschung wird sicher auf der Langzeitstabilität und damit der Lebensdauer dieser Bauelemente liegen.
