spacer.png, 0 kB
Volg Cursor via Twitter Volg Cursor via Facebook Cursor RSS feed
spacer.png, 0 kB

spacer.png, 0 kB
Sluitstuk

Halfgeleiders die alles kunnen
Cursor in PDF formaatCursor als PDF
    PrintE-mail Tweet dit artikel Deel dit artikel op Facebook
    Sluitstuk
    Halfgeleiders die alles kunnen

    Klein, kleiner, kleinst; daar draait het om bij de chipindustrie. Hoe meer onderdeeltjes er passen op een minuscuul plaatje, des te sneller en beter worden onze elektronische gadgets. Student Technische Natuurkunde Ramon van Voornveld draagt bij aan de miniaturisatie met zijn onderzoek naar ‘alles-in-één’-halfgeleiders.

    De verwerking, de opslag en het versturen van gegevens in de ict gebeurt met onderdeeltjes van verschillende materialen. De verwerking van data op chips vindt elektronisch plaats, de opslag in een harde schijf gebeurt magnetisch en het versturen van de gegevens verloopt optisch via glasvezels. Als al deze stappen konden worden uitgevoerd met hetzelfde materiaal, zou de vertaalslag tussen de afzonderlijke stappen overbodig worden. En dat scheelt ruimte en energie.

    Er is goede hoop dat een halfgeleider deze klus zou kunnen klaren. Deze halfgeleider moet dan wel de juiste magnetische, optische en elektronische eigenschappen hebben. Het nauwkeurig meten van deze eigenschappen vereist geschikte apparatuur. De Eindhovense vakgroep Photonics & Semiconductor Nanophysics werkt onder meer aan de ontwikkeling hiervan.

    Om de atoomstructuur van materialen te onderzoeken, is de Scanning Tunneling Microscoop heel geschikt. Het ding scant het oppervlak van het materiaal met een piepkleine naald. Die naald komt zo dichtbij het materiaal dat er elektronen gaan lopen (‘tunnelen’) tussen de naald en het materiaaloppervlak. De sterkte van deze stroom varieert met de afstand tussen beide. De verplaatsing die nodig is om de stroomsterkte gelijk te houden, verraadt dus de atomaire oppervlaktestructuur van het materiaal. Ook de elektrische eigenschappen kunnen uit de stroom worden afgeleid.

    “Als de naald licht magnetisch zou zijn, kon hij ook wat vertellen over de magnetische eigenschappen van het materiaal”, zegt Van Voornveld. “Daarom gebruiken wij een naald van het metaal wolfraam, met daarop een heel dun laagje ijzer. Het ijzer maakt de naald licht magnetisch. Het uiteindelijke doel is om daarmee magnetische halfgeleiders te onderzoeken. Ik heb de microscoop echter eerst getest op materiaal waarvan de magnetische eigenschappen al bekend zijn, om te kijken of hij werkt.”

    De resultaten zijn positief, zegt de student. “Onze meetresultaten wijzen op specifieke magnetische effecten. De volgende stap is om halfgeleidermateriaal te meten. Die stap is groot, omdat halfgeleiders slechts enkele magnetische atomen bevatten. De meting moet dus veel nauwkeuriger zijn. Maar mijn aandeel van het onderzoek zit erop.” (EV)


    Ramon van Voornveld. Fotomontage | Rien Meulman

    Applied Physics student Ramon van Voornveld is participating in the realization of a Scanning Tunneling Microscope that’s able to measure the magnetic characteristics of semiconductors. Seimiconductors with slight magnetic characteristics can help chip miniaturization.