Universiteit Twente – PI4RCG

Elektronen lijken zwaarder in extreem dun silicium

PA5AP — Thu, 21 Apr 2011 10:09:20 +0000

Al decennialang worden transistoren steeds kleiner. Uit onderzoek van Jan-Laurens van der Steen van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente blijkt nu dat elektronen in silicium van minder dan tien nanometer dik heel andere eigenschappen krijgen. Om de eigenschappen op deze schaal inzichtelijk te maken werkte hij aan een nauwkeurig model dat van groot belang is voor de micro-elektronica-industrie. Van der Steen promoveerde op 1 april aan de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica op zijn onderzoek. Wat de promotie extra bijzonder maakt, is dat Van der Steen niet alleen aan de Universiteit Twente promoveert, maar ook aan de Universiteit van Udine in Italië.
De wet van Moore stelt dat het aantal transistoren op een chip elke achttien maanden verdubbelt. Om dit mogelijk te maken, moeten de transistoren steeds kleiner worden. Van der Steen onderzocht aan de Universiteit Twente wat er gebeurt als je siliciumkristallen in een transistor dunner maakt dan tien nanometer, een schaalniveau dat de industrie binnenkort zal bereiken.
Uit het onderzoek komt naar voren dat de eigenschappen van het materiaal dan drastisch veranderen, een verschijnsel dat men vaker tegen komt in de nanotechnologie. Bij silicium van deze dikte blijkt het opeens meer moeite te kosten om de vrije elektronen te verplaatsen, het lijkt wel of de elektronen zwaarder worden. Verder bleek dat de weglengte van de elektronen – de afstand die ze afleggen voordat ze ergens tegenaan botsen – in kortere stukjes silicium korter is dan altijd werd aangenomen.
Om gebruik kunnen maken van deze eigenschappen is het van groot belang om te kunnen voorspellen hoe nanometrische transistoren stroom geleiden. Van der Steen heeft daartoe een model ontwikkeld dat nauwkeurig de eigenschappen op zowel de grote als de kleine schaal verklaart. Dit is een zogenaamd Enkelvoudig Verstrooiingsmodel en het is van belang voor de ontwikkeling van de 11-nanometer CMOS-generatie en de daarop volgende generaties.

Meer info: www.utwente.nl/mesaplus/news/vandersteen.doc/

Bron: Elektor

Licht uit, spot aan!

PA5AP — Sun, 13 Mar 2011 10:38:16 +0000

Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Stichting FOM hebben een nieuwe methode ontwikkeld om licht door troebele materialen te focusseren. Ze doen letterlijk de lichten uit door specifiek delen te blokkeren om een heldere spot te krijgen. Op termijn kan dat leiden tot toepassingen in de geneeskunde, zoals lichttherapie. Hiervoor moet het licht specifiek op één plek in het weefsel gefocusseerd worden.
Als een laserstraal door een papiertje schijnt, dan verschijnt er achter het papier een zwak gespikkeld intensiteitpatroon. Dit wanordelijke patroon komt door interferentie: de lichtgolven versterken elkaar op sommige punten en op andere punten verzwakken ze elkaar. Door selectief sommige lichtgolven te verwijderen, verkrijgen de onderzoekers een intensere spot op een gewenste plaats.
De nieuwe methode heet ‘binaire amplitudemodulatie’. De onderzoekers hebben hun nieuwe methode getest met twee soorten modulatoren; één gebaseerd op vloeibare kristallen en één met een micro-elektromechanische (MEMS) modulator. De MEMS-modulator bevat een miljoen kleine spiegeltjes, waarvan de positie heel snel kan worden aangepast. Hierdoor kan de methode in principe veel sneller werken dan de huidige methode (golffront-fasemodulatie) en ze is relatief goedkoop. De snelheid is essentieel bij dynamische media, zoals biologisch weefsel. Toepassingen in de geneeskunde zijn dus een stap dichterbij gekomen.
De resultaten zijn op 15 februari 2011 gepubliceerd in het Amerikaanse tijdschrift Optics Express.

Meer info: www.fom.nl/live/nieuws/artikel.pag?objectnumber=142531

Bron: Elektor

Energie uit trillend wegdek

PA5AP — Mon, 29 Nov 2010 08:39:39 +0000

Samen met ingenieursbureau Tauw gaat de Universiteit Twente een innovatieve proef uitvoeren waarin weggebruikers op een duurzame manier energie opwekken. De proef vindt plaats op de N34 in Overijssel, die de komende jaren wordt verbeterd. Het project ‘Trillingen, bruisende bron van energie’ heeft een geldprijs gewonnen uit het Innovatieprogramma Mooi Nederland.

Voorbijrazend verkeer veroorzaakt trillingen, vooral als het over naden in de weg of voegovergangen rijdt. Door een piëzo-elektrisch materiaal onder het wegdek aan te brengen, zijn die trillingen om te zetten in elektrische energie. Hiermee kunnen bijvoorbeeld lichtmasten of verkeersinformatieborden van stroom worden voorzien.

In het project werkt de groep Structural Dynamics and Acoustics van prof. André de Boer samen met ingenieursbureau Tauw in Deventer. Na een haalbaarheidsstudie wordt nu een proefopstelling gebouwd om te kijken naar de werking in de praktijk en het rendement. De groep van De Boer maakt deel uit van het onderzoeksinstituut IMPACT van de UT.

De komende jaren gaat de provincie Overijssel de bereikbaarheid en de verkeersveiligheid op de N34, vanaf de aansluiting op de N36 (‘Witte Paal’) via Hardenberg tot de grens met Drenthe, aanpakken. De weg wordt verbreed, er komen meer ongelijkvloerse kruisingen en de maximumsnelheid wordt verhoogd tot 100 km/h. Tegelijk met deze werkzaamheden wordt ook de proef met de energieopwekking gestart.

Meer info: http://www.utwente.nl/nieuws/energie-uit-trillend-wegdek

Bron: Elektor