Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Layering, Understanding, Controlling and Integrating Ferroelectric Polar Textures on Silicon

Opis projektu

Jak maleńkie struktury elektryczne mogą pomóc w opracowaniu bardziej energooszczędnych urządzeń elektronicznych

Materiały ferroelektryczne wyróżniają się zdolnością do utrzymywania trwałej polaryzacji elektrycznej, co czyni je przydatnymi w pamięciach oraz urządzeniach elektronicznych. Niedawno odkryto w tych materiałach nowe, nanoskalowe struktury biegunowe (takie jak wiry i skyrmiony), które mogą umożliwić rozwój ultra-kompaktowych i energooszczędnych urządzeń. Dotychczas struktury te były badane tylko na specjalnych podłożach tlenkowych, a nie na krzemie, który jest podstawą większości nowoczesnej elektroniki. Zespół finansowanego przez ERBN projektu LUCIOLE dąży do integracji tych zaawansowanych struktur ferroelektrycznych z krzemem. Badacze wykorzystają zaawansowane techniki, takie jak epitaksja z wiązek molekularnych, oraz technologie półprzewodnikowe do wytwarzania i kontroli tych struktur. Zbadają oni, jak mogą być one stabilizowane na krzemie i jak zachowują się pod wpływem pola elektrycznego, przyczyniając się tym samym do rozwoju urządzeń elektronicznych następnej generacji.

Cel

Ferroelectric materials have been known, and their fascinating properties exploited for more than 100 years. Still, in recent years, exotic polar textures resembling those found in magnetic materials have been unraveled in nanoscale ferroelectric perovskite oxides, such as flux closure domains, curling polarization, vortices, and the groundbreaking discoveries of polar skyrmions and merons in 2019/2020. Polar textures hold huge promise for novel robust topological electronic devices such as ultra-compact (> Tbit/in2) memories. However, so far, nanoscale polar domains have only been studied on special oxide substrates (e.g. SrTiO3), which precludes practical applications. I propose to take a revolutionary approach to the field of topological polar textures by bringing them to the realm of the Si platform. Not only is this necessary to implement energy-efficient nanodevices, but Si material and advanced CMOS semiconductor technologies offer multiple unexplored ways to engineer mechanical and electrical boundary conditions in ultrathin films and nanostructures of transition metal oxides.
With LUCIOLE, I will push the limits in the exploration and future harnessing of emergent states in ferroics with the following objectives:
- Create monolithically-integrated topological polar textures on silicon by molecular beam epitaxy and atomic layer deposition of epitaxial and glass-composite nanoscale ferroelectrics using strain, confinement and frustration engineering.
- Understand the polar textures created on silicon by combining advanced state-of-the-art correlative microscopies and spectroscopies at the nanoscale, including operando time-resolved methods.
- Integrate ferroelectrics at the nanoscale at the front-end- and back-end-of-line of Si chips in sub-500 nm two- and three-terminal devices with tunable stress and study their manipulation under electric field by statistically screening their properties at the wafer scale to unveil potentially rich behavioral patterns.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) ERC-2022-ADG

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Instytucja przyjmująca

HELMHOLTZ-ZENTRUM BERLIN FUR MATERIALIEN UND ENERGIE GMBH
Wkład UE netto
€ 2 499 960,00
Koszt całkowity
€ 2 499 960,00

Beneficjenci (1)