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02.08.2019 Projekt 703 0

GRACE

Im Projekt GRACE „Developing electrical characterisation methods for future graphene electronics" werden genaue, auf die SI-Einheiten rückführbare, Messverfahren für die elektrische Charakterisierung von Graphen entwickelt.

Laufzeit: 01.07.2017 bis 30.06.2020

Projektträger: European Metrology Association of National Metrology Institutes (EURAMET) im Rahmen des Förderprogramms „European Metrology Programme for Innovation and Research“ (EMPIR)

Projektkoordinator: Luca Callegaro (INRIM Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica)

Kontakt

Alexandra Fabricius

Konsortialpartner (neben VDE|DKE):

Nationale Metrologieinstitute:

Weitere Projektpartner:

Instituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), Italien

Das-Nano S.L., Spanien

Centro Español de Metrología (CEM), Spanien

Graphenea S.A, Spanien

National Physical Laboratory (NPL), Großbritannien

ISC International Standards Consulting GmbH & Co. KG, Deutschland

The University of Manchester, Großbritannien

Projektbeschreibung

Im Projekt GRACE „Developing electrical characterisation methods for future graphene electronics" werden genaue, auf die SI-Einheiten rückführbare, Messverfahren für die elektrische Charakterisierung von Graphen entwickelt. Dabei werden sowohl Kontaktmethoden (u.a. 4-Punkt-Methode, Van-der-Pauw-Methode, Widerstands-Tomografie (ERT, Electrical Resistance Tomography) als auch kontaktlose Verfahren (u.a. Mikrowellenresonanz-Verfahren, Rastersondenmikroskopie) untersucht. Außerdem wird eine kontaktlose Methode entwickelt, die für den Einsatz in Fertigungslinien geeignet ist. Zentral dabei sind Ringversuche, bei denen die verschiedenen Methoden verglichen und mit etablierten Verfahren validiert werden.

Aufgaben der DKE

Die Hauptaufgabe der DKE liegt in der Unterstützung bei der Erarbeitung zweier Entwürfe für Technische Spezifikationen, die auf den Good Practice Guides basieren. Des Weiteren stellt die DKE den Informationsaustausch zwischen dem Projekt und dem IEC/TC 113 sowie anderen Stakeholdern (u. a. durch die Organisation von Workshops) sicher.

Projektmotivation

Graphen wurde 2004 zum ersten Mal im Labor isoliert und steht seitdem im Zentrum intensiver Forschungen. Bei dem Nanomaterial handelt es sich um eine nur eine Atomlage dicke Schicht von wabenförmig miteinander verbundenen Kohlenstoffatomen und weist unter anderem hervorragende elektrische Eigenschaften auf. Anwendungen, die vom Einsatz von Graphen profitieren könnten, reichen von flexiblen Elektroden und Displays über empfindlichere Sensoren bis hin zu Batterien. Die Herstellung großflächiger Schichten qualitativ hochwertigen Graphens mit reproduzierbaren elektromagnetischen und elektrischen Eigenschaften ist jedoch immer noch eine Herausforderung. Dies hemmt die Verwendung von Graphen in industriellen elektronischen Produkten. Auf dem Markt werden eine Vielzahl von Graphenmaterialien angeboten, die sich in ihren Eigenschaft stark unterscheiden. Daher werden genaue und reproduzierbare Charakterisierungsmethoden benötigt, die insbesondere auch in Fertigungslinien eingesetzt werden können. Diese Methoden sind zurzeit noch nicht weit genug entwickelt und Richtlinien für ihre Implementierung in einem industriellen Umfeld fehlen.

Die Standardisierung von Messverfahren zur elektrischen Charakterisierung von Graphen wurde im IEC/TC 113 bereits begonnen. Jedoch ist unklar, wie sich vor allem die fertigungstauglichen Verfahren vergleichen und gegenseitig validieren lassen.

Projektziele

Ziele des Projektes sind der Vergleich, die Verbesserung und Validierung verschiedener Messverfahren zur Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von Graphen sowie Zusammenarbeit mit der IEC bei der Entwicklung von entsprechenden Standards.

Die Ergebnisse dieses Projektes sollen der Industrie die genaue Messung der elektrischen Eigenschaften von Graphen ermöglichen und so den Einsatz von Graphen in Elektronikbauteilen unterstützen.

Projektergebnisse

Basierend auf den Ergebnissen werden Praxisleitfäden (GPG, Good Practice Guides) veröffentlicht, die die Anwendung der im Projekt entwickelten Verfahren beschreiben. Außerdem werden die Ergebnisse direkt in die internationale Standardisierung für das IEC/TC 113 „Nanotechnologies for electrotechnical products and systems“ einfließen. Dies geschieht zum einen durch die Mitarbeit bei bereits laufenden Aktivitäten und zum anderen durch das Initiieren neuer Technischer Spezifikationen, die auf den Good Practice Guides basieren.

Einladung! – Industry-friendly Workshop on the Electrical Characterization of Graphene

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© Hannibal

Am 26. September 2019 findet in Helsinki im Rahmen der Graphene Week ein Workshop des EMPIR-Projektes GRACE statt, den der Veranstalter folgendermaßen ankündigt:

"The EMPIR project GRACE aims at supporting the uptake of graphene into commercial electronics by providing techniques for the accurate and reproducible electrical characterization of this material. The partners are investigating and comparing both new and established contact, non-contact and high-throughput methods. The results will be published as two Good Practice Guides in 2020 and used as input for standardization activities in IEC.

We are pleased to invite you to an industry-friendly workshop which will give a preview of the contents of the Good Practice Guides.

This event will take place at Graphene Week 2019, Europe’s leading graphene conference, on Thursday, September 26 2019, 15:30 – 18:00.

The workshop will present the two Good Practice Guides and provide the audience with an understanding of how to follow the measurement procedures and obtain reliable results. During the second part of the programme, the speakers will have the chance to discuss common challenges in the implementation of the methods in the industrial environment."

Agenda

Gemeinsamer Workshop des IEC/TC 113 und GRACE

Struktur von Graphenen
arsdigital / Fotolia

Am 22. Mai 2019 fand an der Universidad Autonoma de Madrid ein Workshop zur elektrischen Charakterisierung von Graphen statt.

An der gemeinsamen Veranstaltung des GRACE Projektes und des IEC/TC 113 „Nanotechnologies for electrotechnical applications and systems“ nahmen über 30 Vertreter aus Industrie und Wissenschaft teil. Die Projektpartner präsentierten die Inhalte der zwei Praxisleitfäden, die innerhalb des Projektes zu den kontaktlosen Methoden und den Kontaktmethoden entwickelt werden.

Die Workshopteilnehmer tauschten sich intensiv zu den einzelnen Methoden aus. Der Austausch zwischen dem IEC/TC 113 und den Partnern des GRACE Projektes wird auch über den Workshop hinaus fortgeführt. Ziel ist es, basierend auf den Projektergebnissen zwei neue Standardisierungsprojekte anzustoßen.

Der nächste Projekt-Workshop findet während der Graphene Week in Helsinki am 26. September 2019 statt. Er richtet sich insbesondere an Industrievertreter und soll die Teilnehmer bei der Implementierung der Methoden unterstützen.