Trådlösa applikationer med nanoelektronik
- Diarienummer
- SRL10-0022
- Start- och slutdatum
- 120101-171231
- Beviljat belopp
- 9 981 704 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Vi kommer att använda nanoelektronik för olika trådlösa applikationer. III-V MOSFETs implementerade med nanotrådar kommer att användas för att designa och tillverka småskaliga kretsar med målet att reducera effektförbrukningen genom att använda fördelaktiga material. Vi har valt krestarna LNA, blandare, och sample-and-hold. Den andra metoden är att använda högfrekventa pulsgeneratorer i radarapplikationer, för höghastighetskommunikation samt för sensorer. Målen är att öka upplösningen samt att minska effektförbrukningen. Vi förutser korsbefruktning mellan de olika vetenskapliga områdena och deras applikationer eftersom vi kommer att använda samma hårdvara för de olika applikationerna inom 200 GHz området. Vi förväntar oss att a) fördjupa och bredda vår vetenskapliga förståelse genom att studera olika applikationer, b) leverera teknologi för applikationerna, och c) förfina vår material och komponent/krets teknologi. En ny forskningsinriktning mot puls-baserad mm-vågs materialkarakterisering kommer också att initieras.
Populärvetenskaplig beskrivning
Att kommunicera trådlöst via pulser användes redan 1895 av Marconi när han skickade signaler med en gnistsändare. Fyra år senare gjordes de första trådlösa sändningarna med motsvarande teknik i USA av Prof. J. Green vid University of Notre Dame, som skickade signaler från campus till ett närliggande college. Under åren har teknikerna utvecklats och från att vara ett hjälpmedel för kommunikation till och från fartyg har idag trådlös kommunikation blivit något vi alla är beroende av. Även om nya tekniker och standarder har utvecklats så finns något av fascinationen kring gnistsändaren kvar bland entusiasterna. I detta projekt kommer vi att använda nanoteknik inom en rad områden som kopplar till trådlös kommunikation. Vi kommer att konstruera små pulsgeneratorer ungefär som gnistsändare för att skicka signaler med hastigheter som motsvarar omkring 100 gånger snabbare än dagens dataöverföring i mobiltelefoner. Vi kommer även att försöka att öka hastigheten samt att sända vid högre frekvenser (över 100 GHz). Men vi möter också nya utmaningar när vi pressar tekniken. Signalerna dämpas snabbare och blir mer känsliga för störningar. Om vi ska kunna skicka signalerna snabbt måste vi också kunna ta emot dem snabbt och dessutom måste antennerna kunna hantera den höga hastigheten. Vi kommer i detta projekt även att titta på dessa aspekter för att kunna skapa en helhetsbild av problematiken. Samtidigt kan störningarna också ses som en signal och vi kommer att utnyttja detta för andra tillämpningar inom materialkarakterisering samt avståndsbedömning. Det är även önskvärt att sänka effektförbrukningen inom elektronik och ett sätt att åstadkomma detta är att minska spänningen utan att reducera strömmen. Normalt beror strömmen på spänningen men genom att använda alternativa material kan man få en högre ström även vid låga spänningar. Vi har tidigare tillverkat sk nanotrådstransistorer baserade på III-V material och nu avser vi att utnyttja detta för kretstillämpningar. Syftet är att studera hur dessa transistorer bäst kan användas i olika kretslösningar och göra en realistisk uppskattning av kretsarnas prestanda.