Simulationswerkzeuge für flexible elektronische Hochfrequenz-Bauelemente

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alessio Gagliardi, seit 8/2017
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273177658

Das vorgeschlagene Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Simulation organischer elektronischer Hochfrequenz-Bauelemente wie organische Schottky-Dioden und organische Dünnfilm-Transistoren, welche auf flexiblen Substraten hergestellt sind. Wir werden eine Reihe von Modellierungs- und Simulationswerkzeugen entwickeln, welche den Ladungsträgertransport beschreiben und die Vorhersage des Hochfrequenzverhaltens sowie von Beschränkungen der Bauelemente ermöglichen. Wir beabsichtigen, die physikalische Modellierung unter Verwendung hochmoderner Simulatoren von der Bauelemente-Ebene auf die Mixed Mode- und schließlich auf die Schaltkreis-Ebene auszuweiten. Die Extraktion kompakter Modelle für organische Bauelemente wird es uns auch ermöglichen, komplexe RF-Simulationen ganzer RF-Bausteine durchzuführen. Weiterhin können wir physikalisch basierte kompakte Modelle denjenigen Gruppen zur Verfügung stellen, welche sich mit der Schaltkreissimulation vollständiger elektronischer Komponenten beschäftigen. Der Einfluss mechanischer Beanspruchung, welche für flexible biegsame Substrate charakteristisch ist, auf die elektrischen Eigenschaften der Schaltkreise soll analysiert werden. Daher zielt das geplante theoretische Projekt darauf ab, Designregeln und -richtlinien für die Herstellung organischer Hochfrequenz-Bauelemente und -schaltungen zu liefern. Schlüsselparameter wie Bauelemente-Geometrie, Dicke der organischen Schichten, Substratwahl, Kontakte usw. und deren Einfluss auf die RF-Leistungsfähigkeit der Bauelemente sollen analysiert werden, wodurch eine Verringerung des Lernaufwandes erzielt wird. Wir werden uns auf zwei Arten aktiver Materialien konzentrieren, und zwar leitfähige Polymere sowie Perkolationsnetzwerke. Eine vergleichende Analyse der Bauelemente-Leistungsfähigkeit für verschiedene Materialien beider Klassen soll durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1796: High Frequency Flexible Bendable Electronics for Wireless Communication Systems (FFLexCom)
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Paolo Lugli, bis 8/2017