Tuesday, October 6, 2015 |
Session
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Potential Solutions to Semiconductor Industrys Challenges
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13:45 |
Introduction |
13:50 |
MOFs as Low-k Candidates for Future Technology Nodes |
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Christof Wöll, Director, KIT
MOFs as Low-k Candidates for Future Technology Nodes
Christof Wöll
Director
KIT
Abstract Materials with good mechanical properties and low k dielectric constants are of paramount interest for the next generation of electronics, since for the needed increases in clock frequency low-k materials are a crucial ingredient. It is very difficult to achieve dielectric constants below k = 2 with conventional polymers. Here, we focus on a novel, highly tunable class of materials, metal-organic frameworks (MOFs). MOFs are highly porous hybrid materials consisting of organic linkers connected to inorganic metal (or metal/oxo) clusters. Due to their crystalline, highly ordered, and porous structures, MOFs exhibits a number of highly interesting properties. The Young's modulus of a particular MOF, HKUST-1, amounts to 9.3 GPa[1] Because of the very low mass density of MOFs, the static dielectric constants k is very small and can drop to values far below 2.[3]
We have introduced a novel method to grow SURMOFs, thin films of this exciting new class of porous solids, by liquid phase epitaxy (LPE) [2]. The solid state elastic and mechanical properties of SURMOFs, as well as their optical, electrical and electrochemical [4] properties have been investigated.[5] In addition, they are suited for photolithography [6].
References
[1] S. Bundschuh, O. Kraft, H.K. Arslan, H. Gliemann, P.G. Weidler, C. Wöll, Appl. Phys. Lett. 101, 101910 (2012)
[2] O. Shekhah, H. Wang, S. Kowarik, F. Schreiber, M. Paulus, M. Tolan, C. Sternemann, F. Evers, D. Zacher, R. A. Fischer, Ch. Wöll, J. Am. Chem. Soc. 129, 15118 (2007).
[3] E.Redel, Z. Wang, S.Walheim, J.Liu, H.Gliemann, Ch.Wöll, Appl. Phys. Lett., 103, 091903 (2013)
[4] V. Mugnaini, M. Tsotsalas, F. Bebensee, S. Grosjean, A. Shahnas, S. Bräse, J. Lahann, M. Buck, C. Wöll, Chem. Comm., 50, 11129 (2014)
[5] H. Gliemann, Ch. Wöll, Materials Today, 15, 110 (2012)
[6] S. Grosjean, D. Wagner, W. Guo, Z.-G. Gu, L. Heinke, H. Gliemann, S. Bräse, Ch. Wöll, Chem.Nano.Mat., DOI: 10.1002/cnma.201500031 Biography Hochschulstudium und Stipendien
1979-1984 Physik-Studium (Dipl.) an der Universität Göttingen
1984-1987 Promotion am Max-Planck-Institut (MPI) für Strömungsforschung, Göttingen unter Anleitung von J. Peter Toennies
Stipendien während des Studiums und der Promotion:
1982-1987 Stipendium Studienstiftung des Deutschen Volkes
Berufliche Laufbahn
1988-1989 Postdoktorat, IBM-Forschungslaboratorien in San José, USA
1989-1992 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Angewandte Physikalische Chemie in Heidelberg
1992 Habilitation an der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Heidelberg
1992-1993 Hochschuldozent (C2) am Lehrstuhl für Angewandte Physikalische Chemie der Universität Heidelberg
1994 Umhabilitation von Heidelberg an die Fakultät für Physik der Georg-August-Universität Göttingen
1997-2009 Hochschulprofessor (C4), Lehrstuhl für Physikalische Chemie I der Ruhr-Universität Bochum
2001 Visiting Professor am Materials Research Laboratory der University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
2006-2007 Visiting Professor am Materials Science Laboratory an der Nagoya University, Japan
2009- Direktor des Instituts für Funktionelle Grenzflächen (IFG) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT, Campus Nord)
Funktionen
2000-2009 Sprecher des DFG-Sonderforschungsbereichs (SFB) 558 ***Metall-Substrat-Wechselwirkungen in der Heterogenen Katalyse"
2001-2007 Koordinator des DFG-Schwerpunktprogramms 1121 ***Organische Feldeffekttransistoren" (OFET)
2004-2007 Sprecher des Transferbereichs des SFB 558 ***CVD-Präparation von Cu/Zn/Al-Trägerkatalysatoren für die Methanolsynthese"
2006-2009 Koordinator des EU-STREP-Projektes ***Anchoring of metal-organic Frameworks, MOFs, to surfaces" (SURMOF, FP6)
2009- Mitglied des Senats des KIT
2011- Sprecher des Helmholtz-Programms BioInterfaces
Stipendien/Auszeichnungen
1988 Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft für die im Rahmen der Promotion erfolgten Arbeiten ***zur Demonstration der Anwendungsmöglichkeiten der Helium-Atomstrahlmethode auf Oberflächenuntersuchungen"
1994-1996 Heisenbergstipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), Tätigkeit in Heidelberg und Göttingen (MPI für Strömungsforschung)
2013- Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina
Mitgliedschaften
Herausgebergremien wissenschaftlicher Zeitschriften und Monographienserien
- Editorial Board Surface Review and Letters
- Editorial Board Progress in Surface Science
Wissenschaftliche Gesellschaften
- Gesellschaft Deutscher Chemiker
- Deutsche Physikalische Gesellschaft
- Deutsche Bunsengesellschaft für physikalische Chemie
Gutachtertätigkeiten
- Gutachter der DFG, Studienstiftung des dt. Volkes, u.a.
- der NSF, des DOE (USA)
- Gutachter für den FWF (Österreich), den EPSRC (GB), die Israel Science Foundation, u.a.
- Gutachter im Zusammenhang mit Beförderungen und Berufungen an deutschen, europäischen und nordamerikanischen Universitäten
Forschungsaktivitäten
Photoelektronenspektroskopie (XPS, UPS) sowie Absorptionsspektroskopie im weichen Röntgenbereich (NEXAFS) an dünnen organischen Filmen und Adsorbatschichten auf Metallen, Halbleitern und Isolatoren, Messungen am Synchrotron BESSY in Berlin;
Herstellung, strukturelle und chemische Charakterisierung von ultradünnen organischen Filmen (Langmuir-Blodgett, selbstorganisierende Filme aus Alkanthiolen und Alkylsilanen) auf metallischen (Au,Cu) und oxidischen (Si) Substraten, Infrarotspektroskopie an organischen Dünnstschichten auf metallischen und oxidischen Substraten, Flüssigphasenepitaxie von metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs bzw. SURMOFs) auf organischen Oberflächen, Beladen der epitaktischen Schichten mit Gastmolekülen
Publikationsaktivitäten
Ca. 400 Veröffentlichungen, 2 Patente, 1 Buch (Herausgeber)
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14:15 |
GaN |
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M. Germain, EpiGaN
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14:40 |
Prospects of Emerging 2D Transition Metal Films for Applications in Electronics |
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Georg Duesberg, PI, CRANN, Trinity College Dublin
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15:05 |
Monolayer controlled deposition of 2D transition metal dichalcogenides on large area substrates |
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Annelies Delabie, Professor, Imec
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15:30 |
Selective Deposition as Enabler for Shrinking Device Dimensions |
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Suvi Haukka, Executive Scientist, ASM Microchemistry Ltd.
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15:55 |
Next Generation Ferroelectric Field Effect Transistors enabled by Ferroelectric Hafnium Oxide |
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Thomas Mikolajick, scientific director, NaMLab Gmbh / TU Dresden
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16:20 |
Spin-based nanoelectronic devices for mobile Informaion-Communication Technology |
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Alina Deac, Group Leader, Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf
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16:55 |
Closing Remarks |