Voir la traduction automatique
Ceci est une traduction automatique. Pour voir le texte original en anglais cliquez ici
#Tendances produits
{{{sourceTextContent.title}}}
Un nouveau cryo-laboratoire à l'Université technique d'Ilmenau pour la recherche en électronique bioinspirée
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
La Technische Universität Ilmenau a mis en service un laboratoire de cryoanalyse pour la recherche fondamentale sur les matériaux innovants pour la micro- et la nanoélectronique. Inspirés par la biologie, de nouveaux matériaux pour les composants et systèmes électroniques sont étudiés ici à des températures extrêmement basses. L'électronique neuromorphique développée à la TU Ilmenau est très efficace et très économe en énergie.
{{{sourceTextContent.description}}}
La construction du laboratoire de cryoanalyse a été réalisée dans le cadre du programme "Research Laboratories Microelectronics Germany (ForLab)" financé par le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche et constitue un élément central du Research Laboratory Microelectronics Ilmenau for Neuromorphic Electronics (ForLab NSME).
À la TU Ilmenau, des systèmes électroniques neuromorphes sont développés, par exemple des composants et des circuits microélectroniques basés sur des lois neurobiologiques. La microélectronique, qui fonctionne avec des mécanismes de traitement et de stockage des signaux d'inspiration biologique, est à la fois particulièrement puissante et extrêmement économe en énergie. À cette fin, des scientifiques de cinq disciplines, sous la direction du professeur Martin Ziegler, chef du groupe "Systèmes micro et nanoélectroniques", combinent des "memristors" avec des circuits supraconducteurs et neuromorphiques. Le terme "memristor" - une combinaison des mots "mémoire" et "résistance" - décrit des composants électroniques capables de stocker des informations grâce à des états de résistance variables. L'effet de mémoire, qui est similaire à celui des synapses, par exemple les points de contact des cellules nerveuses dans le cerveau, est conféré aux composants électroniques par la structure atomique des matériaux dont ils sont constitués.
L'électronique performante et économe en énergie, telle que celle étudiée par le ForLab NSME, est à l'ordre du jour. La révolution numérique a entraîné une augmentation rapide de la demande d'énergie dans le monde. Aujourd'hui déjà, le matériel utilisé dans les applications informatiques du monde entier consomme un quart de l'énergie électrique totale produite dans le monde - et la tendance est à la hausse : les projections scientifiques prévoient que dans moins de 15 ans, la production mondiale totale d'énergie électrique ne suffira plus à couvrir les besoins en énergie du matériel informatique.
Un microscope électronique à balayage à basse température et un microscope à tunnel à basse température ont été achetés et déjà mis en service pour les travaux dans les laboratoires du Centre de micro et nanotechnologies de la TU Ilmenau. Ces microscopes à ultra-haute résolution permettent d'étudier les matériaux neuromorphes et supraconducteurs. Les surfaces des matériaux peuvent être imagées avec une précision atomique et leur structure électronique peut être spectroscopiée avec une haute résolution énergétique. Le professeur Stefan Sinzinger, vice-président chargé de la recherche et des jeunes scientifiques à l'Université technique d'Ilmenau, s'est montré enthousiaste à l'ouverture de la nouvelle installation de recherche : "Avec ce laboratoire de cryoanalyse à haute résolution, nous disposons ici à Ilmenau d'un équipement qui nous offre des possibilités sensationnelles dans le domaine de la recherche et du développement."
Lors de l'inauguration du laboratoire de cryoanalyse, le professeur Peter Schaaf, responsable des matériaux pour l'électrotechnique et l'électronique et co-initiateur du projet, s'est montré carrément enthousiaste quant aux "possibilités totalement nouvelles sur la voie de l'électronique verte". Seules quelques institutions de recherche dans le monde sont capables de réaliser des microscopies électroniques à balayage à moins 267 degrés Celsius comme nous le faisons. Cela nous permet de visualiser nos matériaux et circuits neuromorphes à l'état supraconducteur pendant les études microstructurelles in situ. Les températures extrêmement basses nous permettent également de visualiser les changements dans les matériaux memristive qui nous permettent de voir non seulement si quelque chose fonctionne, mais pourquoi il fonctionne. Cela nous permet d'optimiser nos dispositifs afin qu'ils fonctionnent beaucoup mieux."
Le professeur Jörg Kröger, responsable de la physique expérimentale 1 et également co-initiateur du projet, travaille sur les aspects physiques fondamentaux du projet dans le microscope à effet tunnel cryogénique. Grâce à la cryoanalyse, les atomes et les molécules peuvent être positionnés de manière spécifique à l'aide d'une sonde atomique. Ces structures artificielles, également appelées nanolab, permettent de découvrir et de comprendre les mécanismes physiques des futurs memristors. Grâce au microscope, le professeur Kröger peut désormais réaliser des expériences comme seuls quelques groupes de recherche dans le monde peuvent le faire : "Ce microscope complète les capacités existantes de la TU Ilmenau d'une manière dont j'osais à peine rêver. Nous pouvons l'utiliser pour observer les propriétés de ces plus petites structures, par exemple, comment elles conduisent un supercourant dans des circuits monatomiques ou comment elles émettent de la lumière collectivement. C'est de la vraie mécanique quantique !"
Les nouveaux équipements du laboratoire comprennent également un système de liquéfaction de l'hélium qui récupère les gaz d'échappement des installations cryogéniques pour les retransformer en hélium liquide, qui est ensuite réutilisé pour refroidir les expériences. Ce cycle rend l'université nettement moins dépendante des réserves d'hélium, qui deviennent de plus en plus rares et donc plus chères.
Le laboratoire de recherche en microélectronique d'Ilmenau est l'un des douze laboratoires en cours de construction en Allemagne dans le cadre du programme ForLab du ministère fédéral de l'éducation et de la recherche. Avec l'attribution du contrat par le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche pour un laboratoire à Ilmenau, l'université s'est imposée dans un processus de sélection en plusieurs étapes face à un total de 40 institutions de recherche.