De bankrekening van Nanoned is nog leeg, maar het onderzoeksprogramma naar de wereld van het kleine is alvast gedeeltelijk gestart. Het programma is een voorproefje van hoe in de toekomst onderzoek wordt opgezet in Nederland.
Share
De bouwtekeningen voor het nieuwe nanolab met cleanroom achter technische natuurkunde liggen in een dik pak op zijn bureau. Huub Salemink, de nieuwe afdelingsvoorzitter van het Delftse nanoscience, slaat het graag open om te tonen hoe zijn nano’s er bij komen te zitten. TNO wil dit voorjaar al met de bouw beginnen en de eerste promovendi binnen Nanoned, het landelijke onderzoeksprogramma naar nanotechnologie, zijn alweer een jaar bezig.
Tot zover niks aan de hand. Want Salemink is blij met de erkenning van Nanoned, dat afgelopen jaar een subsidie kreeg toegekend van het ministerie van economische zaken. Een bedrag van 95 miljoen euro, goed voor 140 promovendi, van wie 25 in Delft. Zij gaan op zoek naar veelbelovende techniek op de schaal van beneden de honderd nanometer.
“Toch kunnen we nog niet met het hele programma beginnen”, zegt Salemink. “We wachten namelijk nog steeds op de definitieve toewijzing van EZ. Momenteel is het vastleggen van het intellectuele eigendom van Nanoned een discussiepunt. Tot de regeling voor intellectueel eigendom akkoord is, geldt een start voor eigen rekening. Nieuwe en kansrijke vindingen op het gebied van nanoscience en technologie moeten zo snel mogelijk met een patent beschermd worden, voordat de concurrentie – in met name Amerika – er beslag op legt. De Amerikanen zijn namelijk al vijf jaar bezig met een grootschalig nanotechnologieprogramma.”
Daarnaast spelen Europese mededingingsautoriteiten een rol. Omdat in Nanoned universiteiten samenwerken met bedrijven, moeten ze kunnen duidelijk maken dat zij niet met hulp van staatssubsidie de regels voor mededinging overtreden. Is dit eenmaal dichtgetimmerd, dan kan het volledige onderzoeksprogramma van start.
Een voorbeeld van inmiddels gestart onderzoek naar nanotechnologie geeft Salemink binnen zijn eigen expertise, de nanofotonica. “Computers hoeven niet zozeer nog sneller, zoals in de vorige eeuw een thema was”, zegt Salemink. “We zoeken nu naar technologie waarmee je efficiënter informatie kunt opslaan, zodat je bijvoorbeeld minder stroom nodig hebt. In mijn nanofotonicagroep in Eindhoven onderzoeken we daarom de mogelijkheid van technologie voor compacte lichtbronnen op een chip, die als schakelaar kunnen werken.”
In hetzelfde veld, dus efficiëntere informatieopslag, ligt de spintronica waaraan fysici uit de kwantumtransportgroep van Leo Kouwenhoven werken. Een schakeling met transistor kan sneller werken als je hem magnetische eigenschappen geeft. Daarom zoekt deze groep naar een effectieve manier om van elektronen in een transistor de ‘spin’ (richting magnetisch moment van elektron) te controleren en daarmee de informatie die de transistor afgeeft. Tot nu toe is geen enkele wetenschapper erin geslaagd dit verder te ontwikkelen dan de experimenteertafel.
Maar de Delftenaren laten zich hierdoor niet weerhouden. Zij denken met enkele ingenieurstrucs wel
greep op de spin te krijgen. “Wij zijn de eerste groep om uitgebreid onderzoek te doen naar lage-temperatuur-elektronentransport in halfgeleidende nanodraden”, zegt ir. Floris Zwanenburg, die voor Nanoned onderzoek doet aan spintronica. “Dankzij die nanodraden hebben we een beheersbaar systeem waarin je de spin hoopt te kunnen manipuleren. Controleer je de richting van die spin, dan kun je hem als een magnetische schakelaar gebruiken.”
De nanodraden zijn gemiddeld tien tot twintig micrometer lang en vijftig nanometer in doorsnede. Ze worden met ongeveer een miljoen tegelijk in het Natlab van Philips op een siliciumplaatje aangebracht. Zwanenburg maakt op een nanodraad in de Dimes-cleanroom met een elektronenbundel twee circuitjes op, door die delen van de chip te bestralen die hij in zijn schakeling nodig heeft. De rest ‘plakt hij af’, ongeveer zoals je dat bij autolak spuiten ook zou doen.
Het echte onderzoekswerk, het aanbrengen van de spin in de nanodraad, moet dit voorjaar gebeuren. Zwanenburg wil dan uit drie bedachte methodes de beste kiezen. “Een collega heeft al over een methode gepubliceerd in Nature, namelijk spininjectie via aluminiumeilandjes”, zegt hij. “Ik wil kijken of de andere twee misschien wel beter zijn.”
De spintronica en nanofotonica zijn twee gebieden die volgens Salemink terecht nanotechnologie mogen heten: het toepassen van nanotechnologieconcepten. “In die vakgebieden zie ik binnen vijf jaar de eerste toepassingen komen”, zegt hij. “Dat is ook één van de redenen waarom we deze expertises in Nanoned hebben opgenomen. De nanofotonica in Delft ga ik versterken door een eigen groep te beginnen, zoals ik die nu in Eindhoven heb.”
De andere belangrijke onderzoeksvelden, zoals bottom-up-elektronica van dr. Peter Hadley, en het onderzoek van prof.dr. Cees Dekker aan biomoleculen, zitten meer aan de fundamentele kant: de nanoscience. “Het duurt veel langer voor dat als concrete technologie op de markt komt”, zegt Salemink. “Daarvoor hebben we nu meer ruimte gekregen.” Volgens Salemink gebeurt onderzoeksfinanciering in de toekomst vaker met geld van Economische Zaken of uit een mix van Economische Zaken en Onderwijs.
“Voor ons is Nanoned daarom een testcase”, zegt hij. “In de toekomst krijg je waarschijnlijk onderzoeksgeld op basis van het zogeheten Smart Mix. Je moet dan zowel aan de fundamentele kant sterk staan als aan de toegepaste kant. Als je daar goed op in kunt spelen, heb je de meeste kans om je onderzoeksideeën uit te voeren.”
De bouwtekeningen voor het nieuwe nanolab met cleanroom achter technische natuurkunde liggen in een dik pak op zijn bureau. Huub Salemink, de nieuwe afdelingsvoorzitter van het Delftse nanoscience, slaat het graag open om te tonen hoe zijn nano’s er bij komen te zitten. TNO wil dit voorjaar al met de bouw beginnen en de eerste promovendi binnen Nanoned, het landelijke onderzoeksprogramma naar nanotechnologie, zijn alweer een jaar bezig.
Tot zover niks aan de hand. Want Salemink is blij met de erkenning van Nanoned, dat afgelopen jaar een subsidie kreeg toegekend van het ministerie van economische zaken. Een bedrag van 95 miljoen euro, goed voor 140 promovendi, van wie 25 in Delft. Zij gaan op zoek naar veelbelovende techniek op de schaal van beneden de honderd nanometer.
“Toch kunnen we nog niet met het hele programma beginnen”, zegt Salemink. “We wachten namelijk nog steeds op de definitieve toewijzing van EZ. Momenteel is het vastleggen van het intellectuele eigendom van Nanoned een discussiepunt. Tot de regeling voor intellectueel eigendom akkoord is, geldt een start voor eigen rekening. Nieuwe en kansrijke vindingen op het gebied van nanoscience en technologie moeten zo snel mogelijk met een patent beschermd worden, voordat de concurrentie – in met name Amerika – er beslag op legt. De Amerikanen zijn namelijk al vijf jaar bezig met een grootschalig nanotechnologieprogramma.”
Daarnaast spelen Europese mededingingsautoriteiten een rol. Omdat in Nanoned universiteiten samenwerken met bedrijven, moeten ze kunnen duidelijk maken dat zij niet met hulp van staatssubsidie de regels voor mededinging overtreden. Is dit eenmaal dichtgetimmerd, dan kan het volledige onderzoeksprogramma van start.
Een voorbeeld van inmiddels gestart onderzoek naar nanotechnologie geeft Salemink binnen zijn eigen expertise, de nanofotonica. “Computers hoeven niet zozeer nog sneller, zoals in de vorige eeuw een thema was”, zegt Salemink. “We zoeken nu naar technologie waarmee je efficiënter informatie kunt opslaan, zodat je bijvoorbeeld minder stroom nodig hebt. In mijn nanofotonicagroep in Eindhoven onderzoeken we daarom de mogelijkheid van technologie voor compacte lichtbronnen op een chip, die als schakelaar kunnen werken.”
In hetzelfde veld, dus efficiëntere informatieopslag, ligt de spintronica waaraan fysici uit de kwantumtransportgroep van Leo Kouwenhoven werken. Een schakeling met transistor kan sneller werken als je hem magnetische eigenschappen geeft. Daarom zoekt deze groep naar een effectieve manier om van elektronen in een transistor de ‘spin’ (richting magnetisch moment van elektron) te controleren en daarmee de informatie die de transistor afgeeft. Tot nu toe is geen enkele wetenschapper erin geslaagd dit verder te ontwikkelen dan de experimenteertafel.
Maar de Delftenaren laten zich hierdoor niet weerhouden. Zij denken met enkele ingenieurstrucs wel
greep op de spin te krijgen. “Wij zijn de eerste groep om uitgebreid onderzoek te doen naar lage-temperatuur-elektronentransport in halfgeleidende nanodraden”, zegt ir. Floris Zwanenburg, die voor Nanoned onderzoek doet aan spintronica. “Dankzij die nanodraden hebben we een beheersbaar systeem waarin je de spin hoopt te kunnen manipuleren. Controleer je de richting van die spin, dan kun je hem als een magnetische schakelaar gebruiken.”
De nanodraden zijn gemiddeld tien tot twintig micrometer lang en vijftig nanometer in doorsnede. Ze worden met ongeveer een miljoen tegelijk in het Natlab van Philips op een siliciumplaatje aangebracht. Zwanenburg maakt op een nanodraad in de Dimes-cleanroom met een elektronenbundel twee circuitjes op, door die delen van de chip te bestralen die hij in zijn schakeling nodig heeft. De rest ‘plakt hij af’, ongeveer zoals je dat bij autolak spuiten ook zou doen.
Het echte onderzoekswerk, het aanbrengen van de spin in de nanodraad, moet dit voorjaar gebeuren. Zwanenburg wil dan uit drie bedachte methodes de beste kiezen. “Een collega heeft al over een methode gepubliceerd in Nature, namelijk spininjectie via aluminiumeilandjes”, zegt hij. “Ik wil kijken of de andere twee misschien wel beter zijn.”
De spintronica en nanofotonica zijn twee gebieden die volgens Salemink terecht nanotechnologie mogen heten: het toepassen van nanotechnologieconcepten. “In die vakgebieden zie ik binnen vijf jaar de eerste toepassingen komen”, zegt hij. “Dat is ook één van de redenen waarom we deze expertises in Nanoned hebben opgenomen. De nanofotonica in Delft ga ik versterken door een eigen groep te beginnen, zoals ik die nu in Eindhoven heb.”
De andere belangrijke onderzoeksvelden, zoals bottom-up-elektronica van dr. Peter Hadley, en het onderzoek van prof.dr. Cees Dekker aan biomoleculen, zitten meer aan de fundamentele kant: de nanoscience. “Het duurt veel langer voor dat als concrete technologie op de markt komt”, zegt Salemink. “Daarvoor hebben we nu meer ruimte gekregen.” Volgens Salemink gebeurt onderzoeksfinanciering in de toekomst vaker met geld van Economische Zaken of uit een mix van Economische Zaken en Onderwijs.
“Voor ons is Nanoned daarom een testcase”, zegt hij. “In de toekomst krijg je waarschijnlijk onderzoeksgeld op basis van het zogeheten Smart Mix. Je moet dan zowel aan de fundamentele kant sterk staan als aan de toegepaste kant. Als je daar goed op in kunt spelen, heb je de meeste kans om je onderzoeksideeën uit te voeren.”
Comments are closed.