Fortschrittliche Technologie für Quantengeräte
Das QUDOS-Projekt hat sich auf die Entwicklung einer robusten Technologie für Geräte mit negativem differentiellen Widerstand (Negative Differential Resistance, NDR) auf einem Siliziumsubstrat konzentriert. Die innovative Technik wurde in Bezug auf Fertigungsverfahren, Kompatibilität mit Siliziumschaltkreisen und Leistung aufkommender Lösungen wie Resonanztunnelelemente umfassend untersucht. Resonanztunnelelemente stellen einen wichtigen Typ von Geräten dar, die Quanteneffekte nutzen, da sie mehrere Vorteile bieten. Sie können bei Zimmertemperatur betrieben werden und ermöglichen mithilfe von Integrationsprozessen viele Designoptionen. Solche Elemente sind Resonanztunneldioden (RTDs), die auf Grundlage von Berechnungsmodellen der Schwellenwertlogik entwickelt werden können. RTDs basieren auf Schwellenwertgattern anstelle der verbreiteten Booleschen Gatter wie AND, OR u. ä. Ihre Umsetzung ist äußerst effizient, dennoch können sie komplexere Funktionen ausführen. Die Projektarbeiten haben sich auf die Entwicklung eines neuen Berechnungsmodells konzentriert - Multi-Threshold Schwellenwertgatter (MTTGs), mit denen die Funktionen herkömmlicher Schwellenwertgatter erweitert werden können. Die entwickelte MTTG-Schaltkreistopologie ist optimal für die Implementierung in mobile RTD-Strukturen geeignet. Es hat sich gezeigt, dass RTDs mit passender Größe Neuronen mit zwei Ausgaben ermöglichen. Weiterhin wurde die Schaltkreistopologie erweitert, um programmierbare Neuronen zu implementieren, und die Methode wurde genutzt, um die Entwicklung komplexer Neuronen mit RTDs systematischer zu gestalten. Der Ansatz mit MTTG-Schaltkreisen hat sich als nützlich für die Implementierung von Nano-Pipelines auf Gatterebene erwiesen. Weitere Informationen zum Projekt sind abrufbar unter: http://www.hlt.uni-duisburg.de/research/projekt_dokumente/qudos/qudos1.html
