Nachwuchsgruppen der TU Dresden erforschen Kommunikationsinfrastrukturen im Miniaturformat und entwickeln neue Ansätze für das rechnergestützte Materialdesign

Zwei Nachwuchsforschergruppen der TU Dresden werden ab 1. September 2015 über den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert. Das hat das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (SMWK) bekanntgegeben. Über drei Jahre erhalten sie insgesamt rund 5,2 Mio. Euro.

CoSiMa – Computer-Simulationen für das Materialdesign
Fördersumme: ca. 2,2 Mio. Euro

Die Nachwuchsforschergruppe wird vom Dresden Center for Computational Materials Science (DCMS) unter der Leitung von Prof. Gianaurelio Cuniberti koordiniert und widmet sich aktuellen praxisnahen Fragestellungen der rechnergestützten Materialforschung. Geschätzte 70 Prozent aller in deutschen Unternehmen entwickelten Produkte beruhen auf Innovationen im Materialbereich.

Oft vergehen jedoch mehr als 20 Jahre, bis neu entdeckte Materialien reif für die praktische Anwendung sind. Die rechnergestützte Materialforschung ermöglicht es, diese Zeitspanne durch Simulationen erheblich zu verkürzen und neue Ansätze deutlich schneller zur Marktreife zu bringen.

Die ESF-Nachwuchsforschergruppe CoSiMa zielt vor allem auf die Gewinnung von anwendungsnahen Ergebnissen in der multi- und interdisziplinären rechnergestützten Materialforschung für Anwendungen in Elektronik, Medizin, Biologie und Lebenswissenschaften, Energietechnik, Verfahrenstechnik und Automobilbau. Zudem wird sie die Position Dresdens als führendes Zentrum der Materialforschung weiter stärken.

Atto3D – Kommunikationsinfrastrukturen für Attonetze in 3-D-Chipstapeln
Fördersumme: ca. 3 Mio. Euro

Attonetze in 3-D-Chipstapeln sind ein neues Forschungsfeld, mit dem sich die Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Prof. Gerhard Fettweis vom Vodafone Chair Mobile Communications Systems beschäftigt. Hintergrund ist die fortwährende Miniaturisierung der Elektronik, die in absehbarer Zeit an physikalische Grenzen führen wird. Bereits heute werden Chips mit Strukturgrößen von weniger als 14 nm produziert.

Bei weiterer Skalierung sind die Abstände der Siliziumatome im Kristallgitter nur noch wenige Atomlagen dünn. Ein möglicher Ausweg ist die 3-D-Integration, d.h. das Stapeln von Chips übereinander zu „Hochhäusern“ der Elektronik im Miniaturformat. Um das gesamte Potenzial dieser Technologie nutzen zu können, ist es notwendig, dass Informationen innerhalb des gesamten Chipstapels ausgetauscht werden können.

Dafür erforschen und entwerfen die Wissenschaftler eine völlig neue Kommunikationsinfrastruktur mit all ihren Komponenten in kleinsten Abmessungen, die zudem hochgradig energieeffizient und ressourcenschonend ist, die sogenannten 3-D-Attonetze. 3-D-Integration und Attonetze sind Schlüsseltechnologien für viele zukünftige Produkte, innovative Technologien und Megatrends wie Smart Cities, Smart Grids oder Industrie 4.0.

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