Thesis subjects

Binnen de onderzoeksgroep CoCoon bieden wij elk jaar een divers aantal thesisonderwerpen aan. Hieronder staan de onderwerpen voor het academiejaar 2018-2019. Klik op een onderwerp om er meer over te weten en aarzel niet om ons te contacteren voor bijkomende informatie.

The CoCoon research group offers several masterthesis subjects every year. An overview of the topics for the current academic year 2018-2019 are found below. Click on a subject to see more details and don't hesitate to contact us if you have further questions.

Gestructureerde poreuze materialen kennen toepassingen in een ruim aantal moderne technologieën zoals in micro-elektronica en katalyse, voor gasseparatie, voor fabricage van sensoren en als fotonische kristallen. Voor sommige toepassingen is het nodig dat het binnenoppervlak van het poreuze materiaal bedekt wordt met een dunne coating, bijvoorbeeld voor het verkrijgen van katalytische activiteit. Voor andere toepassingen is het nodig de holtes van het poreuze netwerk volledig op te vullen.

Si-gebaseerd “FLASH” geheugen vormt het niet-vluchtige geheugen bij uitstek door zijn lage productiekost en hoge densiteit, en is alom aanwezig in pc’s (solid state drives), smartphones, USB sticks, tablets,… Verdere schaling van FLASH zal binnenkort onmogelijk worden, waardoor er een grote nood is aan onderzoek naar nieuwe geheugenconcepten. Momenteel verricht men o.a.

Vandaag vormt Si-gebaseerd “FLASH” geheugen het niet-vluchtige geheugen bij uitstek door zijn lage productiekost en hoge densiteit, en is alom aanwezig in pc’s (solid state drives), smartphones, USB sticks, tablets,… De verdere schaling naar steeds hogere densiteiten en de vraag naar meer performante en snellere geheugens drijft het onderzoek naar nieuwe types van niet-vluchtige geheugens. 

Lithium-ion batterijen zijn niet meer weg te denken uit onze samenleving. Door de omslag naar zonne-energie, lokale energieproductie en het bijbehorende smart grid zal het belang van efficiënte energieopslag de komende decennia nog verder toenemen. Eén van de manieren om lithium-ion batterijen verder te verbeteren is het aanbrengen van een beschermende coating op de elektrodes.  

De batterijindustrie heeft de voorbije jaren een sterke evolutie gekend. Bij de ontwikkeling van nog meer performante batterijen zijn niet alleen nieuwe materialen nodig, maar ook nieuwe concepten en architecturen. Er wordt actief gezocht naar manieren om lithium-ion batterijen veiliger en performanter te maken met behulp van dunnefilmtechnologie.

Micro-elektronica kent al vele decennia een exponentiële groei, waarbij devices steeds kleiner, sneller en performanter geworden zijn. ‘Energy harvesting’ heeft de voorbije jaren ook een sterke ontwikkeling gekend, met o.a. energiewinning uit bv. omgevingslicht, thermische of mechanische bronnen. ‘Energy storage’, en meer specifiek batterijtechnologie zijn daarom de Achilleshiel geworden in de ontwikkeling van autonome microsystemen. 

Binnen de nano- en micro-elektronica is ruthenium een interessant materiaal door haar specifieke fysische eigenschappen. Zo vormt ze dankzij haar grote werkfunctie (>4.7 eV), lage resistiviteit (7 μΩ.cm), goede thermische stabiliteit en geleidend oxide (RuO2) een geschikte kandidaat als elektrode in de condensator van DRAM geheugencomponenten. Verder is het gekend dat koper goed hecht op ruthenium, en de thermodynamische stabiliteit en “wetting” van Cu op Ru zeer goed is, zodat dunne Ru lagen uitermate geschikt zijn als ‘seed layers’ in interconnect structuren (Figuur 1).

Atomaire Laag Depositie (ALD) is gebaseerd op de sequentiële reactie van precursordampen met een substraat wat resulteert in de depositie van dunne lagen. Door de sequentiële aard van het proces kunnen de lagen conformeel en met een precieze dikte worden afgezet, zowel op planaire als 3D structuren. Zowel oxides en edelmetalen kunnen worden afgezet met ALD. De belangrijkste toepassingen van ALD situeren zich in de micro-elektronica, waar het gate oxide van een transistor gegroeid wordt door een ALD proces. ALD van edelmetalen is potentieel relevant voor katalytische toepassingen, bv.

Atomaire laag depositie (ALD) is een nanotechnologie voor het aanbrengen van functionele dunne coatings op 3D oppervlakken. De grootste commerciële doorbraak van deze technologie gebeurde ongeveer 10 jaar geleden binnen het domein van de micro-elektronica, waar het onontbeerlijk bleek voor de verdere miniaturisatie van transistoren.

Stroomomvormers zijn te vinden in bijna elk elektronisch apparaat, gaande van de alledaagse stroomadapters voor een laptop of smartphone, tot invertoren om zonnepanelen en windturbines te connecteren aan het elektrische net. De voorbije decennia waren het vooral silicium-gebaseerde transistoren die de elektrische omvorming tot stand brachten. Deze transistoren zijn inmiddels heel wat efficiënter geworden, maar de uiteindelijke efficiëntie-limiet van silicium als basismateriaal is ondertussen bereikt.

Crystalline materials lacking inversion symmetry can exhibit second-order nonlinear optical response. Second-order nonlinear optical effects are at the heart of many applications such as coherent light generation in optical parametric oscillators and light modulation in electro-optic modulators. An important challenge, however, is the integration of these applications on nanophotonic chips in a way that is compatible with the standard CMOS processing technology in microelectronics.

Atomic layer deposition is a technique capable of conformally depositing a wide variety of materials on nearly any substrate with sub-nm thickness resolution. The initial nucleation of the layer is the most critical phase of the growth process, as it determines the crystallinity and overall morphology of the final coating. However, these very initial stages of deposition are also the most difficult to characterize, in view of the minute amount of material that has been deposited at that stage.

Easy-to-use smart electronic devices have the potential to considerably improve health diagnostics. For example, lab-on-chip devices (LOC’s) allow the rapid and early detection of biomarkers at the point-of care, greatly improving a patient’s recovery or survival chances. Compared to conventional laboratory techniques LOC’s have a smaller footprint, lower cost and need smaller analyte volumes needed, enabling the miniaturization of medical technologies.

Micro-elektronica kent al vele decennia een exponentiële groei, waarbij devices steeds kleiner, sneller en performanter geworden zijn. ‘Energy harvesting’ heeft de voorbije jaren ook een sterke ontwikkeling gekend, met o.a. energiewinning uit bv.

© 2012-2015 CoCoon Research Department (works with IE7, firefox 3 or better). Drupal theme by Kiwi Themes.