Descrizione del progetto
Mappare funzioni simili a quelle cerebrali nei dispositivi operativi
I materiali avanzati svolgono un ruolo fondamentale per l’innovazione in diversi settori, tra cui quello dei semiconduttori, l’elettronica di consumo, l’automobilistico e l’aerospaziale. La domanda di prodotti dotati di prestazioni migliori che siano in grado di consumare una minore quantità di energia sta rendendo urgenti nuove strutture e materiali per i dispositivi. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto ELECTRON svilupperà una nuova tecnica per immaginare funzioni simili a quelle del cervello in dispositivi operativi, come ad esempio le memorie resistive ad accesso casuale. I ricercatori si avvarranno di amplificatori per misurare le correnti elettriche in un dispositivo funzionante esposto a un fascio di elettroni, consentendo per la prima volta in assoluto la mappatura dell’attività elettrica in dispositivi reali. L’obiettivo del progetto, ovvero migliorare la risoluzione spaziale delle tecniche di microscopia elettronica a scansione e di corrente indotta dal fascio di elettroni fino a dimensioni di risoluzione atomica, sarà raggiunto attraverso operazioni di test effettuate in condizioni realistiche su dispositivi elettronici rilevanti per l’industria.
Obiettivo
"Advanced materials are at the core of innovation in the 21st century for a wide range of industries, including semiconductors, consumer electronics, automotive, and aerospace. Demands for products with increased functionality, performance, and reduced power consumption are driving the need for new device structures and materials. Designing, characterizing, and testing of two-terminal devices such as MIM (metal-insulator-metal) capacitors for high performance DRAM capacitors or MSM (metal-semiconductor-metal) select elements for advanced non-volatile memory are key for improved materials stack design and integration. In ELECTRON, I will develop a technique that allows to directly image ""brain-like"" functions in operational e.g. RRAM devices. I aim to achieve operando electron beam-induced current imaging (EBIC) inside a scanning transmission electron microscope (STEM) by using amplifiers to measure electrical currents in a contacted working device exposed to a microscope ́s electron beam, and thus, for the first time map electrical activity of a real device, like neuroscientists use for example, fMRI to track blood flow within the brain: the parts that are being used will light up in the map. This technique will enable a unique and previously non-existent way to visualize electric activity in working devices while being sensitive to electric potential, electric field, work function, conductivity and temperature under simultaneous external stimuli (i.e. heating, biasing, gas). I propose this project based upon the internationally recognized expertise of my group in the development of situ/operando TEM, specifically, the ability to operate and electrically contact stack devices inside an electron microscope and my experience in MEMS-based chip platform design (Nature Communications, 4445(2018)). The goal is to push the spatial resolution of STEM-(SE)EBIC to reach atomic-resolution dimensions while probing industry relevant electronic devices under realistic conditions."
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
64289 Darmstadt
Germania