Descrizione del progetto
Pareti di dominio: un candidato eccellente per dispositivi elettronici su scala atomica
Le pareti di dominio sono i confini tra regioni di polarizzazione uniformi nella ferroelettricità. Esse sono mobili e possiedono spesso proprietà fisiche diverse dagli altri materiali. Ciò dà origine a opportunità concettualmente nuove per la progettazione di dispositivi ultra piccoli che utilizzino le proprietà elettroniche intrinseche delle pareti di dominio. Il progetto ATRONICS, finanziato dall’UE, si propone di utilizzare pareti individuali nella ferroelettricità impropria per simulare componenti elettronici chiave quali diodi, transistor e porte logiche. In seguito, esso integrerà più dispositivi di pareti di dominio e svilupperà e reti 2D con un ordine di complessità più elevato rispetto a quanto disponibile con le pareti individuali. L’obiettivo finale del progetto è svolgere un ruolo essenziale nella transizione dall’elettronica su scala nanometrica all’elettronica su scala atomica.
Obiettivo
Interfaces in oxide materials offer amazing opportunities for fundamental and applied research, giving a new dimension to functional properties, such as magnetism, multiferroicity and superconductivity. Ferroelectric domain walls recently emerged as a new type of interface, where the dynamic characteristics of ferroelectricity introduce the element of spatial mobility, allowing for the real-time adjustment of position, density and orientation of the walls. This mobility adds an additional degree of flexibility that enables domain walls to take an active role in future devices and hold great potential as functional 2D systems for electronics.
Up to now, application concepts rely on injecting and deleting domain walls in micrometer-size devices to control electric conductivity. While this approach achieves a step beyond conventional interfaces by utilizing the wall mobility, it does not break the mould of classical device architectures. Completely new strategies are required to functionalize the versatile electronic properties and atomic-scale feature size of ferroelectric domain walls.
ATRONICS will establish a new conceptual approach for developing domain-wall-based technology. At the length scale of only a few atoms, we will use individual walls in improper ferroelectrics to emulate key electronic components such as diodes, transistors and logic gates. Crucially, as the functionality of the components is intrinsic to the domain walls, the walls themselves are the devices, instead of the previous approach of writing and erasing domain walls within a much larger classical device architecture. Beyond demonstrating individual devices, we will integrate multiple domain-wall devices, and develop quasi-2D circuitry and networks with a higher order of complexity then is currently achievable. ATRONICS will represent a major advancement in 2D functional materials for future technologies and play an essential role in the transition from nano- to atomic-scale electronics.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
7491 Trondheim
Norvegia