FMSG: BIO: Manufacturing of Molecular-Precision, Scalable 2D Material Memory Array for Future Electronics
FMSG:BIO:用于未来电子产品的分子精度、可扩展 2D 材料存储阵列的制造
基本信息
- 批准号:2229131
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project will develop a new approach to manufacturing computer memory, a critical component in modern computing and data storage. Currently, memory technologies are made from silicon wafers, which require expensive instruments to pattern. It is also increasingly difficult to shrink the size of the memory device using this approach. Our approach will leverage DNA’s self-assembly properties and two-dimensional (2D) materials to overcome this manufacturing bottleneck. 2D materials are atomically-thin films and have outstanding electrical properties. Leveraging DNA’s size will create nanometer-scale templates to pattern and modify 2D materials. Our experiments are complemented by atomic-scale theoretical models of these systems, to advance memory technologies in both storage and computing applications. Results from this research will advance semiconductor technology for the U.S. and benefit the nation’s economy and security. This research is a close collaboration between chemists, material scientists, and electrical engineers from three research-intensive universities, a four-year college, a community college, and a historically black university. This project will broaden participation of underrepresented groups in research and positively impact science and engineering education.The objective of this project is to test the hypothesis that DNA nanostructures can pattern defects and deliver dopant ions to 2D materials with molecular precision, and that this strategy can produce high-precision, low-variation synaptic devices. The team will use DNA nanostructures to create a defined number of defects and intercalants on single-layer graphene and molybdenum disulfide and use these modified 2D materials to fabricate synaptic memory devices. The devices are critical to enable energy-efficient computing architectures that mimic the human brain. Atomistic models will be developed to understand the material and device behaviors. The project also includes education and workforce development activities, designed to highlight the integration of biology, chemistry, physics, and engineering as a potential career path towards the future manufacturing of semiconductor devices.This Future Manufacturing award was supported by the Engineering Directorate and the Division of Civil, Mechanical, and Manufacturing Innovation.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目将开发一种新的方法来制造计算机存储器,这是现代计算和数据存储的关键部件。目前,存储器技术是由硅晶片制成的,这需要昂贵的仪器来图案化。使用这种方法缩小存储器设备的尺寸也越来越困难。我们的方法将利用DNA的自组装特性和二维(2D)材料来克服这一制造瓶颈。2D材料是原子级薄膜,具有出色的电学性能。利用DNA的大小将创建纳米级模板来图案化和修改2D材料。我们的实验是由这些系统的原子级理论模型的补充,以推进存储和计算应用中的内存技术。这项研究的结果将推动美国的半导体技术,并有利于国家的经济和安全。这项研究是来自三所研究密集型大学,一所四年制大学,一所社区学院和一所历史悠久的黑人大学的化学家,材料科学家和电气工程师之间的密切合作。该项目旨在验证DNA纳米结构能够以分子精度将缺陷图案化并将掺杂剂离子输送到二维材料中的假设,以及该策略能够生产高精度、低变化的突触器件的假设。该团队将使用DNA纳米结构在单层石墨烯和二硫化钼上创建定义数量的缺陷和嵌入物,并使用这些改性的2D材料制造突触存储器设备。这些设备对于实现模仿人脑的节能计算架构至关重要。原子模型将被开发来理解材料和器件的行为。该项目还包括教育和劳动力发展活动,旨在突出生物学,化学,物理学和工程学的整合,作为未来半导体器件制造的潜在职业道路。这个未来制造奖得到了工程理事会和土木,机械,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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