NobleNEMS - Nanoelektromechanische Sensoren aus 2D Edelmetall-Dichalkogeniden

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NobleNEMS wird von Professor Max Lemme, Inhaber des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente der RWTH koordiniert. Ziel ist die Demonstration von hochsensitiven nanoelektromechanischen Sensoren (NEMS) aus zweidimensionalen (2D) Materialien mit Edelmetallen wie Platin oder Palladium. „Wir erwarten hier eine deutliche Verbesserung der Empfindlichkeit und Skalierbarkeit von membranbasierten Drucksensoren und Mikrofonen. Langfristig sehe ich auch Anwendungspotenziale für diese Technologie in Beschleunigungssensoren, Umweltsensoren und Infrarot-Photodetektoren.", so Lemme. Projektpartner sind die TU Dresden und die Universität der Bundeswehr München und unterstützt wird das Projekt von den Unternehmen Infineon, ATV, WITec und AMO. Das Projekt ist auch Teil von Forschung und Lehre im Aachener Graphene & 2D Materials Center.

Das 2D-Material Platindiselenid (PtSe2) ist ein Vertreter der Edelmetall-Dichalkogenide (noble metal dichalcogenides, NMD). Die elektronischen Eigenschaften von PtSe2 sind äußerst sensitiv bzgl. mechanischer Verspannungen. PtSe2 ist synthetisch herstellbar mit typischen Halbleiterprozessen, ist luft- und wasserstabil, und wurde von den Projektpartnern bereits im Vorfeld erfolgreich auf grundlegende Materialeigenschaften untersucht, die zu einer Sprunginnovation in der Sensorfertigung führen können. Das Vorhaben umfasst zusätzlich die Erforschung und Etablierung von 5 weiteren NMDs (Platin-/Palladium-basierte Sulfide, Selenide, Telluride), die bislang noch nicht detailliert untersucht wurden.

In NobleNEMS werden die CMOS-kompatible Synthese qualitativ hochwertiger NMDs untersucht, deren elektromechanische Eigenschaften etabliert und Protokolle zur Materialqualität und der Integration erstellt. Integrierte NEMS-Bauelemente demonstrieren anwendungsrelevant die Materialeigenschaften. Der Vergleich von theoretisch vorhergesagten, im Labor realisierten und in Demonstratorbauelementen abrufbaren Charakteristika ermöglicht die Bewertung der neuen Materialklasse bzgl. des Stands der Technik.

NobleNEMS wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

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