Imec Magazine. Editie mei 2018 MEI 2018 EDITIE 1/32. Voorwoord mei 2018 De vijf highlights van april voelen

Transcriptie

1 Imec Magazine Editie mei 2018 MEI 2018 EDITIE Voorwoord mei 2018 De vijf highlights van april 2018 Een voorspeller voor zonnepanelen Zo maak je materialen die zelf pijn voelen Democratie in een chip Wordt je autoraam een beeldscherm? Dankzij deze OLED-innovaties misschien wel 1/32

2 Editie mei 2018 General Voorwoord mei 2018 Elke maand blikt onze CEO terug op gebeurtenissen uit zijn (professionele) leven en introduceert hij enkele van de onderwerpen die aan bod komen in imec magazine. Deze maand vertelt hij over hoe je met andere ogen tot echte innovaties kan komen. Door chiptechnologie met andere ogen te gaan bekijken, ontstaan prachtige innovaties die echt het verschil maken voor onze planeet en ons leven. Het thema van ons ITF-congres is dit jaar New perspectives. Hoe echte innovatie ontstaat als je iets met andere ogen gaat bekijken. Neem bijvoorbeeld lithografie. Voor een chipfabrikant is het dé manier om kleinere transistoren te maken en dus snellere en betere chips. Maar toon dezelfde technologie aan een onderzoeker die OLED-schermen maakt, en hij ziet er een manier in om kleinere pixels te maken. En zo krijgen we plooibare tv-schermen met hogere resolutie. Of neem oxidedoorslag, een bekend betrouwbaarheidsprobleem bij transistoren doordat er een geleidend pad ontstaat doorheen het oxide, een zogenaamd filament. Als je dit met andere ogen gaat bekijken bv. die van een expert in hersenonderzoek dan zal je al gauw de gelijkenis zien met onze hersenen. Er bestaan namelijk verschillende tussenniveaus van dit filament en je kan de sterkte van het filament controleren. En dat is precies wat er in onze hersenen gebeurt: de verbindingen tussen neuronen kunnen sterker of zwakker worden afhankelijk van gebeurtenissen, het leerproces, enz. En zo kwamen onze onderzoekers op het idee om deze RRAM-filamenten te gaan gebruiken in chips die werken zoals onze hersenen., zogenaamde neuromorfische chips. 2/32

3 Of neem elektrodes, de basisonderdelen van een transistor. Geef ze aan een celbioloog en hij ziet een manier om minutieuze stroompjes te zetten op een cel waardoor het celmembraan opent en genetisch materiaal kan opnemen. Op basis van dit inzicht, maakten onze onderzoekers een chip met honderden kleine elektrodes en met speciale oppervlaktechemie zodat cellen erop kunnen groeien. Startend van stamcellen, kan je zo een orgaan groeien. Dankzij de elektrodes die individueel aanstuurbaar zijn kan je namelijk heel precies selecteren welke cellen een bepaalde genetische code opnemen en zo gaan de stamcellen differentiëren tot bloedvaten, hartcellen, enz. tot je een volledig orgaan hebt. Tijdens ons ITF-congres zullen we enerzijds tonen hoe chiptechnologie verder evolueert om steeds betere elektronica te maken, maar anderzijds ook hoe chiptechnologie aan de basis ligt van prachtige innovaties in heel andere sectoren. Net door er met andere ogen naar te kijken. Chiptechnologie zal ervoor zorgen dat we veiliger gaan rijden, langer gezond kunnen leven, beter omspringen met energie, enz. Innovaties die echt het verschil maken voor onze planeet en ons leven. In het meinummer van imec magazine brengen we zowel iets over deep chiptechnologie als over zijn toepassing in andere sectoren. Meerderheidspoorten zijn een totaal nieuwe manier om rekenchips te maken die veel sneller, zuiniger en compacter zijn dan hun CMOS-tegenhangers. In het artikel over OLED-schermen tonen we het nut van fotolithografie in dit domein, en verder ook aandacht voor folies met sensoren en een voorspeller voor de energieproductie van zonnepanelen. Veel leesplezier! Luc Van den hove, Algemeen directeur en CEO imec 3/32

4 Editie mei 2018 Solid state batteries, imec.istart, Semiconductor technology & processing De vijf highlights van april 2018 Het leven is zo druk! Dus misschien heb je niet altijd de tijd om het nieuws en de doorbraken van imec op de voet te volgen. Op deze pagina vind je een kort overzicht van wat imec de voorbije maand realiseerde. Rijden we straks langere afstanden met onze elektrische wagen? Imec kondigde begin april een belangrijke doorbraak aan op het vlak van batterijen: een nieuw nanomateriaal voor vastestof Li-ion batterijen. De onderzoekers demonstreerden het potentieel van het innovatieve materiaal in een batterijcel die beter scoort dan gelijkaardige vastestof batterijen. Vandaag zijn deze batterijen nog niet zo goed als de Li-ion batterijen met een vloeibaar elektroliet, maar in de toekomst zullen ze deze zeker overtroeven. Zoveel zelfs dat we straks de helft meer afstand kunnen rijden met onze elektrische wagen. Meer weten? Lees het volledige persbericht hier. Laat de champagne knallen: de bedrijven van imec.istart verzamelen 100 miljoen euro opvolgfinanciering! imec.istart is opgericht in 2011 en is sindsdien een huishoudnaam geworden in de start-up scene. Het is een leidende accelerator met een portfolio van ondertussen meer dan 150 technologiestartups actief in zeer diverse sectoren, gaande van media en logistiek tot gezondheidszorg. 4/32

5 Als onderdeel van het imec.istart-parcours wordt gezorgd voor een early-stage financiële injectie. Volgens spacialisten is deze eerste financiering vaak de stapsteen om andere investeerders te overtuigen om mee in te stappen. Imec.istart is op die manier een kwaliteitslabel geworden dat nieuwe deuren opent. De imec.istart startups zijn door de jaren heen ook steeds succesvoller geworden in het aantrekken van opvolgfinanciering. Vandaag staat de teller voor alle imec.istart-bedrijven samen op 100 miljoen euro. Bovendien is bijna 70% van dat bedrag bijeengehaald in de laatste tweeënhalf jaar. Volg deze link voor meer getallen en info in verband met imec.istart. Experten komen samen voor imecs Partner Technical Week Tijdens de laatste week van april organiseerde imec opnieuw zijn partnerweek, de Partner Technical Week of PTW. Deze PTW s worden om de zes maanden in Leuven gehouden om specialisten van imec en zijn vele partners toe te laten de laatste resultaten van hun onderzoek uit te wisselen. De plenaire sessies, meer gespecialiseerde bijeenkomsten en postervoorstellingen geven de experten de gelegenheid om de nieuwste ontwikkelingen op het vlak van nanotechnologie te leren kennen en om de onderzoeksagenda voor de volgende periode te verfijnen. Deze PTW werd bijgewoond door maar liefst 650 specialisten van 75 bedrijven. Imec en Qromis maken hoogperformante GaN-vermogenselektronica op innovatief substraat Imec en fabless-innovator Qromis hebben de ontwikkeling aangekondigd van hoogperformante enhancement-mode p-gan-vermogenstransistoren op speciaal getunede (Coefficient of Thermal Expansion (CTE)-matched) 200mm-substraten. De transistoren weren gefabriceerd op imecs silicium-pilootlijn. Imec is een pionier in de ontwikkeling van GaN-on-Si-vermogenstechnologie voor 200mm-wafers. Deze maken het mogelijk om grote volumes aan vermogenselektronica te produceren voor 100V-, 200V- en 650V-toepassingen. Met het nieuwe substraat aangeboden door Qromis en de processen die bij imec zijn ontwikkeld, is er nu een pad voor vermogenselektronica voor 900V- tot 1200Vtoepassingen. Voor meer uitleg en het volledige persbericht, kijk hier. 5/32

6 Doorbraak in de groei van 2D-materialen Ook nog in april realiseerde imec de allereerste 2D-laag ooit van molybdenum disulfide (MoS2) gegroeid op 300mm-wafers met chemical vapor deposition (CVD). Om deze doorbraak mogelijk te maken moesten de imec-wetenschappers de bestaande toestellen en infrastructuur grondig aanpassen. Het groeiproces zelf werd in de 200mm-fab ontwikkeld. 2D-materialen zijn kristallijne materialen die uit een enkele laag van atomen bestaan. Het best gekende voorbeeld is grafeen. Zulke 2D-materialen hebben bijzondere eigenschappen die hen geschikt maken als basis voor volgende generaties van elektronica, bijvoorbeeld om de ultieme transistor te maken met een kanaaldikte van een enkel atoom en een poortlengte van slechts een paar nanometer. 2D-materialen op wafer groeien is een belangrijke stap om het onderzoek naar het gebruik van 2Dmaterialen van het lab naar wafergebaseerde productie te brengen. 6/32

7 Editie mei 2018 Smart Energy, Photovoltaics Een voorspeller voor zonnepanelen Imec ontwikkelde, samen met zijn partners binnen de EnergyVillesamenwerking, een simulatiemodel dat het energienetwerk stabieler zal maken, de verkoop van energie winstgevender, en het leven van PV-onderzoekers gemakkelijker. Hans Goverde, onderzoeker PV-moduletechnologie bij imec/energyville, vertelt hoe het kan. En hoe zonne-energie zo niet langer een onvoorspelbare energiebron is. 7/32

8 Een heel praktisch model Vorig jaar in mei kondigde imec aan dat ze een simulatiemodel ontwikkeld hadden dat, op basis van de weersomstandigheden, kan voorspellen hoeveel een zonnepaneel in het echt produceert. Een zonnecel wordt typisch gekarakteriseerd door een bepaalde omzettingsefficiëntie (in %) die gemeten wordt onder standaardcondities in een labo. Maar wanneer die zonnecel wordt gebruikt in een module of paneel, en geïnstalleerd wordt op een dak of in een zonnecelpark, en moet functioneren in weer en wind, dan wordt dit heel wat anders. Voor beheerders van zonnecelparken, energieleveranciers, ontwikkelaars en investeerders etc. is het belangrijk te weten hoeveel een zonnepaneel op jaarbasis en op die bepaalde plaats, zal opleveren. Niet de omzettingsefficiëntie maar wel euro/kilowatt uur is voor hen de belangrijkste parameter. En daar kan het model hen bij helpen. We zetten even op een rijtje voor welke toepassingen het simulatiemodel interessant is. Load management. Om de stabiliteit van het energienetwerk te garanderen, is het belangrijk dat vraag en aanbod steeds op elkaar zijn afgestemd. Dat wordt moeilijk wanneer hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie in het netwerk worden opgenomen. Hun opbrengst is immers sterk afhankelijk van de weersomstandigheden. Dankzij het nieuwe model kan, tot op 15 minuten nauwkeurig, en op basis van de weersomstandigheden, voorspeld worden hoeveel zonne-energie zal geproduceerd worden. Op korte termijn zal het model op die manier kunnen toegepast worden voor (micro)grids zoals op eilanden, in grote fabrieken, in woonwijken, etc. Onderhandelingen over de energieprijs. Energie wordt verhandeld tussen landen. Wil je zo sterk mogelijk staan tijdens deze onderhandelingen, is het belangrijk exact te weten hoeveel energie je land zal produceren over een bepaalde periode. Dankzij het simulatiemodel, kan je berekenen hoeveel zonne-energie dit zal zijn en wordt dit steeds minder een onvoorspelbare factor in je energieaanbod. Technische aanpassingen aan de zonnecel. Door de opbouw van het model is het ook mogelijk om te berekenen hoeveel een bepaalde aanpassing zal opleveren in het echt. Stel dat je een ander soort materiaal wil gaan gebruiken op een bepaalde plaats in de cel, of dat je de glascover wil vervangen door een folie, of... Het model berekent hoeveel zo n cel zou produceren in het zonnecelpark, onder de typische weersomstandigheden van die streek. Zo kunnen PV-onderzoekers en zonnecelfabrikanten de juiste keuzes maken bij het optimaliseren van de zonnecel en -module en dit zonder de cellen echt te moeten maken. Dit bespaart veel tijd en kosten. Plaatsing van het zonnepaneel. In landen zoals België worden zonnepanelen typisch onder een hoek van 36 geplaatst voor een goede belichting. Maar wat als je 30 zou toepassen? Dan heb je misschien minder belichting, maar ook meer koeling door de wind, en dus een betere werking van de zonnepanelen. Op jaarbasis kan dit dan meer opbrengen dan een plaatsing bij 36. Zulke scenario s kunnen gemakkelijk uitgerekend worden met het model, en geoptimaliseerd. Wat maakt dit model zo uniek? Het nieuwe simulatiemodel is een holistisch model dat zowel optische, thermische als elektrische parameters in rekening brengt en ook kijkt naar de wisselwerking tussen al deze parameters. Bijvoorbeeld: als er meer licht op de cel valt (optische parameter), heeft dit een invloed op de opwarming van de cel (thermische parameter) en op de aanmaak van ladingsdragers (elektrische parameter). En zo zijn er veel scenario s waarin de wisselwerking van deze parameters voor het uiteindelijke resultaat zorgt. 8/32

9 Deze holistische aanpak maakt dat dit model veel nauwkeuriger voorspelt dan andere reeds bestaande modellen. Het feit dat dit model ook de bewolking en wind mee in de berekeningen neemt, is ook een belangrijk pluspunt dat andere modellen niet hebben. Als je weet dat de beschaduwing van één cel, tot 80% minder productie oplevert, is het logisch om ook bewolking weliswaar geen harde beschaduwing nauwkeurig mee in rekening te brengen. Beter dan andere modellen Een jaar na de aankondiging van het nieuwe simulatiemodel, werd het gevalideerd in de zogenaamde Oldenburg studie. Aan de universiteit van Oldenburg werden zonnepanelen van een bepaald type gedurende 9 maanden nauwkeurig opgemeten, evenals de weersomstandigheden. Die parameters (temperatuur, wind, bewolking,...) werden in het model ingevoerd en de resultaten werden vergeleken met de opgemeten energieproductie van de panelen. Het model bleek beter te scoren dan bestaande modellen, namelijk met 2.8 % root-mean-square error (RMSE) nauwkeurigheid voor de voorspelling van dagelijkse productie, daar waar ander modellen een nauwkeurigheid van 3.5 % RMSE hebben. Drie concrete cases Zoals eerder gezegd kan het model ook gebruikt worden om te simuleren hoeveel een bepaalde aanpassing aan de cel zou opleveren in het zonnecelpark zonder de cel daadwerkelijk te maken. Ter illustratie werden drie cases uitgewerkt waarbij telkens een optische, thermische en elektrische parameter wordt aangepast, om zo het belang van het holistische concept aan te tonen 9/32

10 1. UV-licht doorlaten. Zonnecellen hebben bovenaan typisch een inkapselfolie die UV-licht niet doorlaat omdat dit de folie onderaan de cel zou beschadigen. Wat als er bovenaan toch UV-licht zou doorgelaten worden? Op basis van standaard modellen en metingen zou deze aanpassing een stijging in vermogen opleveren van 1,8% (in standaard labcondities). Imecs simulatiemodel toont aan dat deze aanpassing in real-life omstandigheden slechts 1% meer energieproductie zou opleveren. Door de opbouw van het model, is het ook mogelijk om na te gaan waarom deze energieproductie lager ligt. Kort samengevat: het extra licht in de cel (UV-licht) zorgt voor een opwarming die nadelig is voor de energieproductie. 2. Folie achteraan vervangen door glas. Traditionele modules zijn bovenaan bedekt met glas, en onderaan met een backsheet. Er is een trend naar glas/glas-modules. Op basis van het simulatiemodel werd berekend wat de verschillen zijn in energieproductie tussen beiden, waarbij verschillende glasdiktes en backsheetkleuren werden uitgetest. Kort samengevat: het gebruik van glas achteraan heeft geen groot voordeel, zeker niet op jaarbasis. Het gebruik van een witte in plaats van zwarte backsheet achteraan zorgt voor een toename in energieproductie van meer dan 6%, dit doordat er ook nog fotonen worden teruggekaatst door de witte achterkant die opnieuw in de cel terechtkomen. 3. Vergelijking van celtechnologieën. Warmte heeft een negatieve invloed op de productie van zonnecellen: typisch zorgt 2 C toename in een vermindering van 1% energieproductie. Maar niet alle types zonnecellen zijn even gevoelig voor warmte. Stel dus dat je moet kiezen uit verschillende zonneceltypes, die allemaal even duur zijn, welke kies je dan best? Dankzij het simulatiemodel kan je berekenen hoe temperatuurgevoelig verschillende zonneceltechnologieën zijn. Verschillende cellen die door imec ontwikkeld worden werden getest via het model, namelijk full BSF, PERC, hybrid SHJ, n-pert(s), n-pert(a) en SHJ-cellen. Kort samengevat: De SHJ-cellen bleken het best te scoren wat betreft temperatuurstabiliteit, onder real-life omstandigheden (de Oldenburg weersmetingen werden gebruikt, alsook een dataset die verkregen werd in samenwerking met de Kuwait University). Samenwerking is belangrijk Dankzij modellen als dit, wordt het praktisch haalbaar om variabele energiebronnen zoals zonneenergie efficiënt te gaan gebruiken in het dagelijkse leven. Maar het blijft een complex vraagstuk omdat heel veel verschillende spelers betrokken zijn in de energiemarkt. Evenals complexe regulatiemechanismen, verschillen per land, continent enz. Daarom is samenwerking essentieel. Imec werkt samen met de verschillende spelers op de energiemarkt en er is zeker interesse om tools zoals dit simulatiemodel te gaan gebruiken. Al zal het in eerste instantie waarschijnlijk gebruikt worden om betere zonnecellen, modules en panelen te maken, de plaatsing ervan aan te passen, om microgrids stabieler te maken, en pas op langere termijn voor het gehele elektriciteitsnetwerk. 10/32

11 Omdat samenwerking zo belangrijk is, ontstaan ook initiatieven zoals de EnergyVille-samenwerking, waarin experten uit verschillende domeinen worden samengebracht. Voor de verdere validatie van het simulatiemodel bijvoorbeeld, zal een testopstelling van KU Leuven gebruikt worden. Imec gelooft sterk in dit initiatief om sneller tot groene oplossingen te komen die een verschil gaan maken voor iedereen, en in het dagelijkse leven. Meer weten? Vraag de paper Accuretely simulating PV energy production: exploring the impact of module build-up op via dit contactformulier. Opening EnergyVille 2 In het kader van de EnergyVille-samenwerking worden kantoren en labo s gebouwd in het Thor Park, op de oude mijnsite van Waterschei om de onderzoekers van KU Leuven, VITO, imec en UHasselt samen te brengen voor onderzoek naar duurzame energie en intelligente energiesystemen. Op 31 mei wordt het tweede gebouw officieel in gebruik genomen. Er zullen hier zo n 100 onderzoekers van imec en UHasselt aan de slag gaan om modules op basis van dunnefilmzonnecellen te ontwikkelen, evenals een nieuw type vastestof-batterijen voor bv. elektrische auto s. 11/32

12 Biografie Hans Goverde Hans Goverde verkreeg in 2012 het master diploma technische natuurkunde aan de technische universiteit Eindhoven, Nederland. Zijn master thesis kreeg te titel karakteriseren en optimaliseren van aluminium oxide lagen als p-type Czochralski silicium passivatie laag. In 2016 slaagde hij voor zijn doctoraatsonderzoek over het verhogen en begrijpen van de energie opbrengst van mono-kristallijne silicium fotovoltaïsche panelen aan de KU Leuven in samenwerking met imecs fotovoltaïsche groep. Momenteel werkt hij als onderzoeker bij dezelfde groep op imec. 12/32

13 Editie mei 2018 Flexible electronics, Photonics, Sensor solutions for IoT, imec Ghent Zo maak je materialen die zelf pijn voelen CMST, een imec onderzoeksgroep aan de universiteit Gent, maakt dunne folies met optische sensoren die kunnen geïntegreerd worden ín composietmateriaal, om rek te meten (en op basis hiervan de mechanische spanning of stress in het materiaal). Zo worden windturbines, fietsen, formule1-wagens, drukvaten enz. een heel pak slimmer, én veiliger! Jeroen Missinne, CMSTonderzoeker en UGent professor, vertelt er meer over. Composieten: veelvuldig gebruikt maar moeilijk te doorgronden Composieten zijn uiterst sterke en lichte materialen doordat ze een combinatie zijn van polymeren en verstevigende (glas- of koolstof-)vezels. Ze worden gebruikt in allerhande toepassingen: in vliegtuigen (bv. mechanische arm van de vleugelkleppen, maar ook 40% andere onderdelen van het vliegtuig), als basismateriaal voor carbonfietsen, in formule1-wagens (85% van de wagen bestaat uit composietmateriaal!), voor de wieken van windturbines, in drukvaten die gebruikt worden voor de opslag van gas, in protheses, boten, elektrische auto s etc. Ook de ruimtevaart begint meer en meer belangstelling te tonen voor composietmaterialen. Een composiet is een zogenaamd anisotroop materiaal: de eigenschappen zijn niet dezelfde in alle richtingen. Dat is te verklaren door zijn complexe samenstelling. Vanwege die anisotropie is het moeilijk te voorspellen wanneer een vliegtuig/auto/windturbine-onderdeel dat van composiet gemaakt is, zal stuk gaan. 13/32

14 Daarom maakt men simulaties van deze structuren en om die op punt te stellen heeft men sensordata nodig van echte metingen in het materiaal. Om deze reden en om in realtime de toestand van die onderdelen te meten, gebruikt men sensoren, voornamelijk optische vezelsensoren. Het nadeel van deze sensoren is dat ze de stress voornamelijk kunnen meten in de lengterichting van de vezel. Door de vezelsensoren in verschillende richtingen aan te brengen op het composietmateriaal, kan toch een totaalbeeld van de gezondheidstoestand van het materiaal verkregen worden. Het juist positioneren van de sensoren is echter tijdrovend en moeilijk. Dankzij nieuw onderzoek wordt het nu mogelijk om heel dunne sensorfolies met optische sensoren in verschillende, exact gedefinieerde richtingen te integreren ín het composietmateriaal, tijdens het productieproces. Sensorfolie met licht CMST, de onderzoeksgroep van imec aan de universiteit van Gent, is gespecialiseerd in het maken van folies met elektronische componenten, bv. voor gebruik in slimme kledij. Maar ook fotonische componenten die data doorsturen of opmeten op basis van licht kunnen geïntegreerd worden in folies. Flexibele fotonica staat nog in de kinderschoenen in vergelijking met flexibele elektronica doordat de alignatie van de fotonische componenten voor het goed in- en uitkoppelen van licht vrij complex is in een folie. De nieuwe folie om composietenstress op te meten bevat drie optische roosters of gratings die in een hoek van 45 of 60 ten opzichte van elkaar geplaatst worden. Licht met een bepaalde golflengte wordt door deze structuren gereflecteerd. Bij rek zal deze golflengte veranderen en dit kan gedetecteerd worden. Door de metingen van de drie roosters te combineren, kan de stress in het volledige vlak berekend worden. De folie is uiterst robuust en kan gebogen worden tot een kromtestraal van 11mm en uitgetrokken worden tot zeker 1,4% zonder zijn werking te verliezen. Waarschijnlijk kan de folie zelfs nog meer worden uitgetrokken, maar voorlopig is enkel tot 1,4% getest. 14/32

15 Doordat composietmateriaal bij relatief lage temperatuur gemaakt wordt maximum zo n 150 à 200 C kunnen sensoren erin verwerkt worden zonder schade. Ook in het geval van de sensorfolie met optische roosters bleek dit mogelijk. Er werden drie verschillende mechanische structuren gemaakt, als demonstratie: een scharnierarm, een controlearm en een paneel. Veiligere fietsen, vliegtuigen en drukvaten dankzij sensorfolie De folie kan gebruikt worden om de gezondheid van een composiet tijdens gebruik in fietsen, vliegtuigen etc. op te meten. Fietsen, vliegtuigen en drukvaten zullen zo zelf kunnen aangeven wanneer er iets schort en er een onderdeel moet vervangen worden. De beelden van windturbines met hangende wieken behoren zo voorgoed tot het verleden (evenals de schade dat dit meebrengt aan de turbine). Door gebruik van de folie moet er geen overbodig onderhoud uitgevoerd worden en worden onderdelen enkel vervangen indien nodig. Dit zorgt voor lagere onderhoudskosten en minder materiaalverbruik. En nog veel belangrijker kunnen onderhoudsdiensten of gebruikers tijdig verwittigd worden wanneer er iets schort aan het composiet en kunnen zo ongelukken vermeden worden. Goedkopere productie van composieten dankzij sensorfolie Een sensorfolie met fotonische en eventueel ook capacitieve sensoren is nuttig voor de onderzoeksafdeling van bedrijven die composieten maken. Door het te integreren in het composiet en metingen te doen tijdens het fabricageproces, kan het proces geoptimaliseerd worden. Zo werden bv. al een ander soort sensoren (capacitieve sensoren) in folie gebruikt om te bepalen hoe lang de uithardingsfase precies moet zijn. Hoe korter deze fase, hoe goedkoper het proces. De folie is zo dun dat het geen invloed heeft op het fabricageproces. Ook voor andere materialen en toepassingen? De folie kan ook standalone gebruikt worden en bv. op metalen oppervlakken worden aangebracht. Naast rek, kan de folie ook trillingen opmeten. Trillingen zijn immers ook een vorm van rek (dynamische rek). En wat dacht je van het meten van gassen in voedselverpakkingen? Ook dat behoort tot de mogelijkheden, al is het meer lange termijn dan het gebruik in composieten. Maar een carbonfiets die aan de renner vertelt wanneer het gevaarlijk wordt, of een drukvat dat alarm geeft wanneer de druk gevaarlijk groot wordt, is al mooi meegenomen op korte termijn! 15/32

16 Folie met fotonische waveguides Meer weten? Via ons contactformulier kan je de paper Thin and flexible polymer photonic sensor foils for monitoring composite structures opvragen. 16/32

17 Biografie Jeroen Missinne Jeroen Missinne was awarded his Master of Science degree in Electrical Engineering in 2007 and his PhD in Electrical Engineering in 2011, both at Ghent University, Belgium. He is currently employed as part-time professor at Ghent University and employed at CMST (Center for MicroSystems Technology), an imec research lab at Ghent University. He has expertise in optical sensors (strain, pressure, (bio)chemical sensing) and photonics packaging technologies (integration of sources and detectors, polymer and laser-written glass waveguides, etc.). Jeroen Missinne has authored or coauthored more than 40 publications in SCI-stated journal papers and international conferences. He is the co-inventor in 5 patents or patent applications. 17/32

18 Editie mei 2018 Semiconductor technology & processing Democratie in een chip De mogelijkheden van spintronische en plasmonische meerderheidspoorten Intro Terwijl de schaalverkleining van CMOS-chips tot het uiterste wordt gedreven, zoeken onderzoekers bij imec ook naar alternatieve oplossingen die de klassieke schaalverkleining achter zich laten. Zij gaan op zoek naar disruptieve technologieën die goedkoper zijn, minder vermogen verbruiken, de performantie verbeteren of veel data kunnen verwerken. Met deze technologieën willen ze de bestaande CMOS-circuits niet vervangen, maar wel aanvullen in een hybride architectuur waarin verschillende technologieën thuishoren. In deze architecturen zullen de nieuwe technologieën datgene doen waarin ze goed zijn, bijv. het maken van krachtige berekeningen of het werken bij heel lage vermogens. Eén van deze beyond-cmos -opties zijn zogenaamde meerderheidspoorten, een technologie die komaf maakt met de manier waarop we gewoonlijk circuits bouwen. In conventionele rekencircuits worden de complexe, logische bewerkingen uitgevoerd door combinaties van verschillende NANDpoorten. In deze NAND-logica is een uitkomst vals alleen wanneer alle inputs waar zijn. In hardware worden deze NAND-poorten gemaakt met transistoren. Meerderheidspoorten daarentegen zijn democratische schakelingen waarvan de uitkomst waar is wanneer meer dan 50% van hun input waar is. In hun meest eenvoudige vorm gebruiken ze hiervoor drie ingangen en één uitgang. Wanneer bijv. twee inputs waar zijn ( 1 ) en een derde is vals ( 0 ), dan is de verwachte uitkomst waar. De werking van deze meerderheidspoorten wordt samengevat in een waarheidstabel, waarin alle mogelijke combinaties van de input-variabelen ( 1 en 0 ) worden opgenomen samen met de uitkomst. 18/32

19 Waarheidstabel van een eenvoudige meerderheidspoort met drie ingangen en 1 uitgang. Met deze meerderheidspoorten kunnen logische AND - en OR -bewerkingen worden uitgevoerd. Op die manier kunnen rekencircuits gebouwd worden die veel compacter en zuiniger zijn dan de conventionele NAND-circuits. Hoewel meerderheidspoorten ook met standaard-transistoren kunnen worden gebouwd, leiden andere concepten tot efficiëntere circuits. Het team van imec bekijkt drie verschillende implementaties van meerderheidspoorten: spin-golf (of spin-wave), spin torque en plasmonische meerderheidspoorten. Deze verschillen in de manier waarop informatie gecodeerd en verwerkt wordt, en in de manier waarop informatie geconverteerd wordt vanuit de klassieke circuits (met transistoren) naar deze nieuwe circuits. En dat brengt voor elk type meerderheidspoort eigen uitdagingen en voordelen mee. Hieronder geven Iuliana Radu en het imec exploratory device team een overzicht van de drie verschillende soorten meerderheidspoorten. 19/32

20 Spin-golf meerderheidspoorten: compact en ultralaag vermogen Spin-golf meerderheidspoorten behoren tot de spintronica-familie, waarbij niet de lading van individuele elektronen maar de collectieve magnetisatie-toestand in een ferromagneet gebruikt wordt om logische bewerkingen uit te voeren. In een magnetisch materiaal kan de magnetisatie oscilleren, waardoor golven van magnetisatie ontstaan (op nanoschaal) die zich voortplanten de zogenaamde spin-golven (spin waves) of magnons. Spin-golven hebben golflengtes van de orde van micrometer tot nanometer, en frequenties in het gigahertz- (GHz) tot terahertz (THz)-gebied. De werking van de meerderheidspoort is gebaseerd op de interferentie van (tenminste) drie van deze spin-golven. De informatie kan worden meegedragen in de amplitude of in de fase (0 or π) van de golven. Het gebruik van de fase als informatiedrager is de meest natuurlijk manier om meerderheidspoorten te laten werken. De fase van de golf na interferentie is simpelweg de meerderheid van de fases van de individuele golven vóór de interferentie. Met spin-golf meerderheidspoorten kunnen circuits gebouwd worden die veel minder oppervlakte en vermogen verbruiken. Denk bijv. aan een één-bits- adder, een circuit waarmee twee binaire bits worden opgeteld. In CMOS-technologie zijn er ongeveer 25 transistoren nodig om zo n circuit te bouwen. Een equivalent golf-gebaseerd circuit heeft maar vier golfgeleiders en vijf transducers nodig om dezelfde bewerking uit te voeren (waarbij de transducers de brug vormen tussen CMOS en het spin-golf domein). Na het benchmarken van de spin-golf meerderheidspoorten ten opzichte van CMOS-circuits (door middel van micro-magnetische simulaties) besluit imec dat het spin-golf circuit gemiddeld 400 keer minder vermogen en 3,5 keer minder oppervlakte verbruikt dan CMOS circuits. Experimentele validatie van de meerderheids-werking was tot nog toe niet voorhanden. Maar recent hebben onderzoekers van de Technical University of Kaiserslautern (Duitsland), in samenwerking met het imec-team, een eerste prototype gemaakt van een spin-golf meerderheidspoort [1]. Dit eerste prototype is erg groot en maakt gebruik van een materiaal dat moeilijk in de industrie kan gebruikt worden: yttrium-ijzer-granaat. Maar het device voldoet wel aan de basisbeschrijving van wat een meerderheidspoort moet zijn. De logische informatie wordt gecodeerd in de fase van de spin-golven, terwijl de fase van het uitgangssignaal overeenkomt met de meerderheid van de drie fasetoestanden van de spin-golven bij de ingangen. 20/32

21 Prototype van een spin-golf meerderheidspoort (op grote schaal). Het imec-team tracht momenteel deze circuits te verkleinen tot enkele nanometers groot. Deze geschaalde circuits hebben ook efficiënte transducers nodig. Daarom gaat het imec-team actief op zoek naar nieuwe transducers, bijv. transducers gebaseerd op spin orbit torque of op het magnetoelektrisch effect. Deze laatste bestaat uit piëzo-elektrische en magnetostrictieve ferromagnetische lagen, en koppelt spannings-signalen aan magnetische signalen met een mechanische spanning (strain) als tussenstap. Deze magneto-elektrische transducers beloven efficiënter te werken voor circuits in het sub-micrometer-gebied. Maar de beoogde afmetingen (sub-micrometer) en resonantiefrequenties (GHz) maakt de ontwikkeling van deze piëzo-elektrische actuatoren (als nanoelektromechanische systemen of NEMS) erg uitdagend. Recent stelde imec op basis van modelering het eerste ontwerp op nanoschaal voor van een spingolf meerderheidspoort. De meerderheidspoort heeft een totale oppervlakte van slechts 0,05µm 2, en maakt gebruik van magneto-elektrische cellen (zie de figuur hieronder). Imec werkt momenteel aan een experimentele demonstratie. Als erkenning voor dit ambitieuze project kreeg een multinationaal consortium, bestaande uit negen onderzoeksteams en gecoördineerd door imec, een Europees Horizon 2020-FET-Open onderzoeks-grant CHIRON, om deze devices te demonstreren. 21/32

22 Simulatie van de werking van een spin-golf meerderheidspoort op nanoschaal. (a) Bij t=0ns, worden de ingangen op 110 gezet; (b) bij t=0.8ns; en (c) bij t=3.2ns, wordt de uitgangs-magnetisatie gestabiliseerd in de 1 -toestand, wat een correctie detectie is van het meerderheids-resultaat. Totale oppervlakte van de poort is ongeveer 0.05µm 2. Plasmonische meerderheidspoorten: snelheids-kampioenen Recent kwam een nieuw type golf-gebaseerde meerderheidspoort in de kijker: de plasmonische meerderheidspoort. In dit circuit zijn de hoofdrolspelers plasmonen, die kunnen voorgesteld worden als golven in het vrije-elektron-gas van een metaal. Deze golven planten zich voort in plasmon-golfgeleiders (wat niets meer is dan isolerende materialen die gesandwiched zijn tussen metaalstrips), die als bouwblok kunnen gebruikt worden voor een meerderheidspoort. (Zie onderstaande figuur voor een schets van een plasmonische meerderheidspoort.) Net als bij spingolven is de werking van de plasmonische meerderheidspoort gebaseerd op de interferentie van voortbewegende plasmonen. Zij dragen de informatie in hun fase bij frequenties die de THz overschrijden zowat drie grootte-ordes sneller dan elektronica gebaseerd op CMOS. Hoewel ze minder energie-efficiënt zijn, lijken ze erg geschikt voor snelle bewerkingen en voor berekeningen waarbij een hoge throughput cruciaal is. Plasmonische meerderheidspoort: (links) schematische voorstelling en (rechts) output van een meerderheidspoort (enkelvoudige fase), die 0 als output heeft. 22/32

23 Recent hebben onderzoekers van imec en Georgia Institute of Technology (VS) plasmonische meerderheidspoorten ontworpen, op basis van elektromagnetische simulaties [2]. Een meerderheidspoort (enkelvoudige fase of single stage) produceert zijn output bij een extreem lage vertraging van slechts 50 fs. Dat is ordes van grootte sneller dan conventionele logische schakelingen waarbij transistoren worden gebruikt. Bij het bouwen van logische circuits is het belangrijk om een cascade van componentjes te kunnen maken, en de berekening te kunnen doorgeven van de ene fase (stage) naar de volgende. Het voorgestelde ontwerp bevat drie niveaus van cascading stages zonder significant verlies van de veldintensiteit van de plasmonen een primeur. Eén van de grote experimentele uitdagingen is het op chip opwekken en injecteren van plasmonen in plasmon-golfgeleiders. Imec werkt momenteel aan zo n component. Recent kon het team een dergelijke plasmonbron-op-chip experimenteel aantonen. Deze bron werkt zeer snel, compatibel met high-throughput -berekeningen [3]. In het hart van deze plasmonbron bevindt zich een antenne-gekoppelde tunnel-junctie (zie figuur hieronder), die tunnelende elektronen op een heel gecontroleerde manier in plasmonen converteert. De component kan zowel passief als actief getuned worden, en kan licht uitzenden in één enkele richting. In een volgende fase werkt het team aan de koppeling van deze componentjes met plasmon-golfgeleiders. (Links) Imecs ultrakleine antenne-gekoppelde tunnel-junctie, die licht in één richting uitzendt (rechts). 23/32

24 De weg naar een experimentele demonstratie van een volledige plasmonische meerderheidspoort is echter nog lang. Eén van de belangrijke componentjes die vandaag nog ontbreken, is een circuit dat toelaat om het analoge uitgangssignaal van het golf-gebaseerde circuit te converteren naar een digitaal signaal dat compatibel is met een CMOS-gebaseerd circuit. Deze analoog-naar-digitaal convertor moet echter ook een conversie maken van THz (de werkingsfrequentie van het plasmonische circuit) naar GHz (de werkingsfrequentie van standaard CMOS), en mag hierbij niet veel energie verbruiken. Spin torque meerderheidspoorten: eenvoudig om circuits te maken Net als spin-golf meerderheidspoorten behoren ook spin torque meerderheidspoorten tot de spintronica-familie. In een spin torque meerderheidspoort is de informatie vervat in magnetische domeinmuren interfaces die gebiedjes met verschillende magnetisatierichting van elkaar scheiden. Door kwantum-interacties tussen elektronen ( exchange ) kunnen deze domeinmuren zich voorplanten en met elkaar interageren, waarbij de meerderheids-magnetisatierichting wint. De meerderheidspoort zelf bestaat uit een kruisvormige vrije laag die gemeenschappelijk is aan vier magnetische tunneljuncties (3 inputs, 1 output). De magnetisatierichting van de 3 input vrije lagen wordt geschakeld door middel van spin transfer torque, dat aangebracht wordt door een stroom doorheen elk van de magnetische tunneljuncties. De toestand waarin de output zich bevindt, wordt gemeten volgens het principe van tunneling magnetoresistance. Eerder kon imec de werking van de spin torque meerderheidspoorten valideren met micromagnetische simulaties. Ondertussen zijn ook de eerste poorten gebouwd op 300mm wafers (zie figuur hieronder), en kon een deel van de waarheidstabel worden aangetoond. Verwacht wordt dat, op basis van materiaal- en procesoptimalisaties, de volledige functionaliteit van het circuit binnenkort zal kunnen worden aangetoond. Spin torque meerderheidspoort: (links) schematische voorstelling en (rechts) geïntegreerde poort. 24/32

25 Spin torque meerderheidspoorten zijn in het algemeen erg compact en zouden geschikt kunnen zijn voor toepassingen die weinig energie vragen. Toch verbruiken ze meer energie dan spin-wave gebaseerde poorten. Een groot voordeel van deze spin torque meerderheidspoorten in vergelijking met golf-gebaseerde circuits is dan weer het gemak waarmee circuits kunnen worden ontworpen. Circuits bestaan meestal uit meerdere reken-fases (stages), en zoals hierboven vermeld is cascading tussen de componentjes nodig om logische circuits van betekenis te maken. In hardware betekent dit dat de output van de ene reeks componenten naar de input van de volgende reeks gaat. Golf-gebaseerde meerderheidspoorten maken gebruik van de interferentie van golven, maar deze golven kunnen ook gemakkelijk terug vloeien in het circuit. En dat maakt het ontwerp van circuits met meerdere fases erg moeilijk. Spin torque meerderheidspoorten steunen op de interactie tussen domeinmuren. Domeinmuren hebben minder kans om terug te vloeien in het circuit. Op basis van modeleerwerk heeft imec speciale implementaties voorgesteld waardoor de kans op terugvloeien bij spin torque meerderheidspoorten nog verder verkleind wordt. Besluit In dit artikel gaven we een overzicht van de status, de uitdagingen en voordelen van drie types meerderheidspoorten: spin-golf en plasmonische meerderheidspoorten (waarvan de werking gebaseerd is op golven), en spin torque meerderheidspoorten. Met deze beyond-cmos - technologieën kunnen zuinige en compacte aritmetische circuits gebouwd worden, die komaf maken met de manier waarop we gewoonlijk logische circuits bouwen. Verwacht wordt dat ze, eens matuur, specifieke functies zullen uitvoeren in een hybride architectuur elk volgens hun eigen sterkte. Terwijl spin-golf meerderheidspoorten compact en erg zuinig beloven te zijn, is de belangrijkste troef van de spin torque meerderheidspoort het gemak waarmee circuits in meerdere fases kunnen worden gebouwd. Op langere termijn beloven de plasmonische meerderheidspoorten ingezet te kunnen worden voor toepassingen die een extreem hoge throughput en snelheid vragen, en waarvoor energie-efficiëntie van ondergeschikt belang is. Acknowledgements Dit werk kwam tot stand dankzij de gezamenlijk inspanning van het imec exploratory device team. Van links naar rechts: Surya Gurunarayanan, doctoraatsstudent, werkt aan elektrisch gedreven nanofotonica-componenten en -circuits; Odysseas Zografos, R&D Engineer, werkt aan simulaties en benchmarking van spin-golf-circuits, en aan benchmerking van spin torque meerderheidspoorten; Danny Wan, Senior R&D Engineer, richt zich op de fabricatie van spin torque meerderheidspoorten; Adrien Vaysset, Researcher, richt zich op het micromagnetisch modelleren van spin torque majority gates; Iuliana Radu, Distinguished Member of Technical Staff, leidt de beyond-cmos activiteiten van imec; Christoph Adelmann, Principal Member of Technical Staff, verricht onderzoek naar materialen en componenten voor spintronische logica en interconnects; en Florin Ciubotaru, Senior Researcher, werkt aan de ontwikkeling van logische, RF- en sensorcomponenten die gebaseerd zijn op magnetische spin-gerelateerde fenomenen. 25/32

26 Referenties [1] Experimental prototype of a spin-wave majority gate, T. Fischer et al., Applied Physics Letters 110, (2017) [2] Proposal for nanoscale cascaded plasmonic majority gates for non-boolean computation, Dutta S. et al., Scientific Reports 2017, 7, [3] Electrically driven unidirectional optical nanoantennas, Gurunarayanan S. et al., Nano Lett. 2017, 17, Meer weten? Wil je graag één van de hierboven vermelde papers ontvangen? Laat het ons weten via deze link. Voor meer informatie over de FET-Open research and innovation actions, bezoek de website. 26/32

27 Biografie Iuliana Radu Iuliana Radu is Distinguished Member of Technical Staff at imec, where she is leading the Beyond CMOS activities. Prior to joining the Logic Program at imec in 2013, she was a Marie Curie and FWO fellow at KU Leuven and imec. Her work at imec and KU Leuven includes devices using the metal to insulator transition, ionic and electronic transport in functional oxides and devices with graphene and other 2D materials. Iuliana has received a PhD in Physics from MIT in 2009 where she worked on the Fractional Quantum Hall effect and searched for non-abelian quasiparticles. She has received a MSc and a BSc in Physics from University of Bucharest. 27/32

28 Editie mei 2018 Flexible electronics, Image sensors and vision systems Wordt je autoraam een beeldscherm? Dankzij deze OLED-innovaties misschien wel OLED-schermen hebben veel voordelen zoals hoog contrast, excellente beeldkwaliteit en de mogelijkheid om grote, zelfs plooibare oppervlakken te maken maar er zijn nog kinderziektes die onderzoekers wereldwijd proberen op te lossen. Zo ook imecen Holst Centre-onderzoekers. Lynn Verschueren en Pawel Malinowski vertellen hoe twee nieuwe resultaten de resolutie van AMOLED-schermen drastisch verbeteren, tot 10x! Een oprolbare tv? Op de Consumer Electronics Show toonde LG begin dit jaar een OLED-tv die automatisch wegrolt in een kleine lade. Zoals je vroeger je projectiescherm uitrolde om naar je vakantie-dia s te kijken, hebben we binnenkort dus een rolletje tv in de hoek van de kamer staan. En al lijkt dit science fiction, OLED-schermen gebruiken we al allemaal. Als beeldscherm in digitale camera s bijvoorbeeld, en ook in een groot aantal smartphones. Enkele high-end tv s maken al gebruik van OLEDtechnologie. De grote voordelen van (AM)OLED-beeldschermen zijn het grote contrast, een grotere kijkhoek, een hogere helderheid, het feit dat ze heel dun en heel groot kunnen gemaakt worden, het feit dat ze op eender welk substraat kunnen gemaakt worden (zelfs plooibare substraten). 28/32

29 OLED versus AMOLED OLED-beeldschermen bestaan uit dunne laagjes organische materialen die licht uitzenden wanneer je er stroom doorstuurt. Het aansturen van de pixels (met stroom) kan met behulp van een passieve of actieve matrix. Bij een passieve matrix worden de pixels elektrisch geactiveerd door een uitgekiende aansturing van bepaalde rijen en kolommen in een rooster. Bij een actieve matrix wordt elk pixel voorzien van zijn stukje elektronica, namelijk enkele dunnefilmtransistoren die zorgen voor de aansturing en de juiste werking van de pixel. Een AMOLED (actieve matrix OLED)-beeldscherm heeft als voordeel dat het een hogere refresh rate heeft, energiezuiniger is en nauwkeuriger werkt. Te lage resolutie voor virtual reality Maar het is niet allemaal rozengeur en maneschijn. Er zijn nog heel wat problemen die moeten opgelost worden vooraleer andere toepassingen dan camera- en smartphone-schermen betrouwbaar en betaalbaar zijn. Zo is er het probleem van burn-in of het zogenaamde inbranden van pixels. Pixels degraderen doordat er stroom wordt doorgestuurd. En wanneer bepaalde pixels meer gebruikt worden dan andere (bv. een logo dat constant zichtbaar is tijdens de film), zullen die meer degraderen dan de omliggende pixels. Dat wordt dan zichtbaar als pixels die minder licht geven. Met andere woorden, als je van zender zou wisselen na het kijken van een lange film, zou het logo van de vorige zender nog lichtjes zichtbaar kunnen zijn. Een andere reden waarom bepaalde pixels minder licht geven is door de inherente variatie die er bestaat tussen alle OLEDs in een scherm, en alle dunnefilmtransistoren die de OLEDs aansturen, zelfs nog voor ze een seconde gewerkt hebben. Dit is eigen aan de technologie, maar kan perfect gecompenseerd worden door meer of minder stroom door de OLEDs te sturen zodat ze allemaal evenveel licht uitzenden. In AMOLEDs worden typisch zo n 6 tot 8 transistoren per pixel gebruikt voor de aansturing en compensatie. De pixels in AMOLED-schermen zijn te groot voor bepaalde toepassingen. Bijvoorbeeld voor een augmented reality en virtual reality bril waar informatie heel dicht bij het oog geprojecteerd wordt. Hoe dichter het scherm bij het oog, hoe kleiner de pixels zodat het oog geen individuele pixels kan zien. Ook voor augmented reality toepassingen zoals een autoraam met extra info, is de resolutie nog niet voldoende. En grote tv-schermen met hogere resolutie zijn natuurlijk ook altijd meer dan welkom. Twee recente resultaten van imec en Holst Centre zijn alvast een stap in de goede richting: 29/32

30 Minder transistoren = kleinere pixels Zoals eerder vermeld worden in AMOLED-schermen typisch 6 tot 8 dunnefilmtransistoren gebruikt per pixel, voor de aansturing en compensatie van de inherente variatie en het inbranden. Door minder transistoren te gebruiken, kan de pixel kleiner gemaakt worden, en wordt de resolutie dus hoger. Imec en Holst Centre ontwikkelden een compensatieschema dat slechts drie transistoren nodig heeft voor aansturing en compensatie van een pixel. De compensatietechniek gebeurt door standaard silicium-elektronica die zich buiten het pixel bevindt en niet met de in-pixel dunnefilmelektronica. Zulke silicium chips sturen vandaag de schermen reeds aan en zijn uiterst betrouwbaar, snel en verbruiken weinig vermogen. Om de zoveel tijd worden metingen gedaan op basis van de 3 dunnefilm-transistoren en wordt een kalibratiecyclus uitgevoerd om per pixel te bepalen wat de juiste spanning is om de gewenste hoeveelheid licht uit te sturen. Deze kalibratietechniek bleek uiterst effectief: de variatie tussen de OLEDs in het scherm kon teruggebracht worden van 23% naar 0,56%. Afkijken bij de chipexperten OLED-pixels worden typisch gemaakt door het opdampen van organische moleculen, in dunne laagjes op elkaar, doorheen een metalen masker voor het aflijnen van de pixels. Imec, dat van oorsprong gespecialiseerd is in onderzoek naar elektronische chips, heeft veel ervaring met lithografie om ultrafijne structuren te maken voor de opbouw van chips. Deze techniek fotolithografie wordt nu ook aangepast om er AMOLED-pixels mee te maken, die veel kleiner kunnen gemaakt worden dan met de standaard opdampingstechniek. Natuurlijk moesten de materialen, zoals de fotoresist, geoptimaliseerd worden voor deze toepassing. Recent maakten de onderzoekers een prototype (passief) OLED-scherm met een resolutie van 1250 ppi, of pixels per inch (ter vergelijking: een tv heeft typisch een resolutie van 100 ppi). En de verwachting is dat de resolutie dankzij fotolithografie nog verder zal kunnen verbeterd worden tot 3000 en zelfs 6000 ppi om zo augmented reality toepassingen mogelijk te kunnen maken. 30/32

31 Meer weten? Voor meer technische info over het compensatiecircuit kan je hier de paper 40x current variation reduction enabled by an external VT-compensation scheme for AMOLED displays using a 3T2C-pixel circuit with dual gate TFTs aanvragen. De paper is beschikbaar vanaf 22 mei. Voor meer technische info over het fotolithografie-onderzoek kan je het artikel High resolution photolithography for direct view active matrix organic light emitting diode augmented reality displays opvragen dat als distinghuished paper verscheen in JSID journal. Dit werk werd gepubliceerd door o.a. Pawel Malinowski en collega TungHuei Ke (Senior Researcher verantwoordelijk voor de OLED-ontwikkeling). De paper is beschikbaar vanaf 22 mei. Biografie of Lynn Verschueren Lynn Verschueren received her MSc in Nanoscience, Nanotechnology and Nanoengineering, focusing on Nanoelectronic Design, from KU Leuven, Belgium, in Since then, she has been working towards a PhD degree in Electrical Engineering in imec s Large Area Electronics department. Lynn s doctorate studies focus on design, driving and calibration for high-resolution displays. 31/32

32 Biografie of Pawel Malinowski Pawel E. Malinowski gained his MSc in electronics and telecommunications (thesis on the design of radiation-tolerant integrated circuits) from the Lodz University of Technology, Poland, in In 2011, he was awarded his PhD in electrical engineering from the KU Leuven, Belgium (thesis on III-nitridebased imagers for space applications). Since 2011, he has been working as a senior researcher and project manager in the Large Area Electronics Department at imec, where he focuses on thin-film image sensors and on highresolution OLED displays. From 2006 to 2011, he was a PhD Researcher at imec, Leuven, Belgium, working on AlGaN photodetectors and imagers for space applications. Pawel has authored or coauthored more than 30 publications. He was a recipient of the International Display Workshops Best Paper Award in /32