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360.231 Zukünftige Speicher und Logikelemente
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, VO, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

  • die Konzepte und physikalischen Grundlagen für neuartiger Speicher- und Logikbauelemente zu verstehen.
  • Anwendungsfälle für diese neuen Technologien zu identifizieren
  • aktuelle Herausforderungen und mögliche Lösungsansätze im Bereich der Mikroelektronik zu benennen
  • geeignete Methoden und TCAD-Software auszuwählen, um einschlägige Problemstellungen numerisch zu lösen.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die Studierenden bekommen einen Einblick in moderne Hochleistungs-MOSFETs für Ultraintegration. Besonderer Wert wird auf die Theorie und Technologie aktueller CMOS-Transistoren gelegt: 3D Tri-gate, SOI, Fin und nanowire FETs, single- und double gate-Bauelemente, sperrschichtfreie MOSFETs, FETs mit Germanium und III-V Halbleiter high-mobility-Kanälen.

 Als möglicher alternativer Freiheitsgrad für die Verarbeitung und nichtflüchtige Speicherung von Information wird Elektronen-Spin behandelt. Besonderer Wert wird hierbei auf die zugrundeliegende Physik der Funktionsweise von Spin-FET, Spin-MOSFET und anderer Spin-Transistoren gelegt.

Als Möglichkeit die Spinrelaxation zu verringern wird Silizium behandelt. Spin wird auch verwendet, um neue Speichermedien zu entwickeln. In modernen magnetischen Tunnelübergängen ist es möglich, die Magnetisierungsrichtung sehr schnell mittels rein elektrischer Signale umzuschalten. Dies macht Spin-Transfer-Drehmoment-Magnetspeicher zu einem perfekten Kandidaten, um  statische und dynamische CMOS-Speicher  zu ersetzen. Ein großer Vorteil des neuen Speichers ist, dass er, im Gegensatz zu CMOS-DRAM, keine Wiederauffrischung benötigt. Wie auch andere Arten von resistiven nichtflüchtigen Speichern, bewahrt ein magnetischer Speicher den Zustand, selbst wenn das Gerät ausgeschaltet ist.

Neue Theorien über Spin-Kommunikation, Spin Hall-Effekt, Anti-Ferromagnetische Materialien und Topologische Isolatoren für Spintronik-Anwendungen, Ansätze für universelle Speicher und Optoelektronische Bauelemente werden beschrieben.

Methoden

Vortrag, Implementierung von Simulationsbeispielen.

Prüfungsmodus

Mündlich

Weitere Informationen

Zeit: Donnerstag, 10:00 - 12:00 Uhr

Ort: E360, Gußhausstraße 27-29, Stiege 1, 5. Stock, CD 0513

Beginn: 05. März 2020

Vortragende

Institut

Leistungsnachweis

Teilnahme am Übungsteil und mündliche Prüfung

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

Literatur

Unterlagen sind im Laufe der Vorlesung erhältlich.

Sprache

Englisch