Thesis subjects

Binnen de onderzoeksgroep CoCoon bieden wij elk jaar een divers aantal thesisonderwerpen aan. Hieronder staan de onderwerpen voor het academiejaar 2019-2020. 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 2019-2020 are found below. Click on a subject to see more details and don't hesitate to contact us if you have further questions.

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.

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.

Een batterijelektrode (anode of kathode) bestaat uit een mengeling van actief materiaal (bv. een vorm van cobalt oxide), een elektronische geleider zoals carbon black, en een zogenaamde binder. Dit mengsel wordt op een current collector zoals koper of aluminiumfolie uitgesmeerd. Het aanbrengen van een ultra-dunne beschermende coating rond het elektrodemateriaal kan de stabiliteit en de levensduur van de batterij verlengen.

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.

Een van de volgende exponenten van de wet van Moore is het Internet of Things (IoT). Devices worden steeds kleiner, performanter en vooral alomtegenwoordig. Energy harvesting (d.i. energiewinning uit bv. omgevingslicht, thermische of mechanische bronnen), en vooral de opslag van die energie vormt een bijzondere uitdaging.

Driven by the search for better batteries, pure lithium is considered as a potential next-generation anode. Lithium is a promising substitute for conventional intercalation anodes (graphite, silicon, etc.) for lithium-ion batteries because it has a high theoretical capacity (3860 mAh/g), a very low potential (-3.04V vs. standard hydrogen electrode) to maximize cell voltage, and low density (0.534 g/cm3) for high specific energy density.

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.

Reliable supply of clean and renewable energy is one of the most significant concerns in the 21st century. Hydrogen is a very promising candidate as a future energy carrier. Splitting water using solar energy (photocatalytic water splitting) is the most efficient way to produce hydrogen. Transition metal oxides are commonly used as the materials for photocatalytic water splitting, but their higher band-gaps make them less efficient under visible light irradiation.

The conversion of water into hydrogen fuel using excess electricity generated by renewables is considered an interesting route to cope with the depletion of fossil energy resources and to limit global warming. Electrolyzers that use electrochemical reactions to split water into oxygen and hydrogen are a key technology. Electrocatalysts are required to speed up the reactions and current benchmark materials rely on noble metals (Figure 1a). The addition of a non-noble metal to noble metals can further improve the efficiency and stability.

During the past five decades, the advances made in the electronics industry have had a huge impact on the development of modern civilization. These advances are largely driven by the downscaling (scaling) of integrated circuits (ICs), represented by Moore’s Law. However, huge challenges arise for future technology nodes below 10 nm. For example, the increasing resistance of Cu interconnect will become a bottleneck for further downscaling. Therefore, new materials are investigated to replace Cu, for example Co (Figure 1a).

In view of its specific physical properties, Ruthenium is an interesting material for nano-electronics. Because of its low resistivity (7 μΩ.cm), good thermal stability and good adhesion to Copper, Ruthenium is a candidate material for 'seed layers' in interconnect structures. The orange colored regions in Figure 1 are Cu wires or 'interconnects' that are used to electrically connect the transistors in an integrated circuit (represented near the bottom of the figure) with each other and with the outside world.

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