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FP7

IFOX — Resultado resumido

Project ID: 246102
Financiado con arreglo a: FP7-NMP
País: Países Bajos

Nuevos materiales hacen posibles las tecnologías más allá de Moore

Los semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS) avanzados pueden ayudar a la industria de los semiconductores de Europa a superar los límites de la ley de Moore y desarrollar dispositivos electrónicos que utilicen información no digital. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea aprovechó las propiedades extraordinarias de ciertos óxidos metálicos para desarrollar dispositivos electrónicos multifuncionales que superan con creces el rendimiento de los dispositivos actuales a base de silicio.
Nuevos materiales hacen posibles las tecnologías más allá de Moore
Las leyes de Moore sirven para los chips del mundo digital, pero no en la interconexión del mundo físico analógico. La nueva tendencia en la industria de los semiconductores es agregar funcionalidades a los dispositivos electrónicos de escalas mucho menores, lo que se denomina Más allá de Moore (MtM). Este paradigma busca desarrollar CMOS avanzados que se convertirán en la vanguardia de los sistemas electrónicos.

Los óxidos constituyen una de las clases de materiales más sorprendentes, ya que presentan toda una gama de fenómenos distintos, como la ferroelectricidad y el ferromagnetismo. El proyecto IFOX (Interfacing oxides), financiado por la Unión Europea, aprovechó las propiedades eléctricas y magnéticas de varios óxidos de metales de transición que surgen de una interacción variada entre cargas, los grados de libertad del espín orbital de estos materiales y sus interfaces con el fin de integrar funciones analógicas en dispositivos CMOS. El diseño de este tipo de sistemas complejos permitió alcanzar escalas que van notablemente más allá de la tecnología CMOS.

Los científicos diseñaron distintas interfaces entre materiales que sirvieron para añadir o mejorar el funcionamiento de los dispositivos CMOS. El objetivo de IFOX era optimizar las capas de óxidos ferroeléctricos y ferromagnéticos para la formación de láminas de óxido de gran calidad. Gracias al acoplamiento eficiente entre las fases ferroeléctricas y ferromagnéticas de estos materiales, los investigadores pudieron ampliar las funcionalidades y los límites de funcionamiento.

El fenómeno de conmutación resistiva que se produce en heteroestructuras de óxido de manganeso/óxido de titanio (MnO/TiO) resultó ser adecuado para el almacenamiento de datos. La magnetorresistencia túnel inherente a las heteroestructuras a base de titanato de bario (BaTiO3) y NiFeO3 puede servir como base para memorias de acceso aleatorios, un nuevo tipo de memoria no volátil.

La manipulación de la magnetización mediante un campo eléctrico utilizando una bicapa de (La,Sr)MnO3 y ferrita de bismuto (BiFeO3) representa un avance importante en el desarrollo de memorias magnéticas con una potencia de conmutación reducida. Otras heteroestructuras de óxidos en las que se combinan propiedades de magnetorresistencia y detección de gases tienen implicaciones importantes para aplicaciones destinadas a la automoción.

Algunas de las heteroestructuras MtM se obtuvieron sobre obleas de silicio de gran área y se presentaron a la industria.

Los resultados del proyecto suponen un paso importante hacia la obtención de dispositivos MtM y más allá de la electrónica CMOS, y fomentan la aparición de nuevas tecnologías basadas en óxidos.

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Palabras clave

Más allá de Moore («More than Moore»), óxido metálico, CMOS, dispositivos electrónicos, IFOX, heteroestructuras, magnetorresistencia
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