Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Nowe materiały pozwalają na tworzenie technologii More than Moore

Zaawansowane półprzewodniki CMOS mogą pomóc europejskiemu przemysłowi półprzewodników w przezwyciężeniu ograniczeń prawa Moore'a i tworzeniu urządzeń elektronicznych wykorzystujących informacje niecyfrowe. Naukowcy z UE wykorzystali fenomenalne właściwości tlenków metali do stworzenia wielofunkcyjnych urządzeń elektronicznych, które są daleko bardziej wydajne niż aktualnie dostępne urządzenia oparte na krzemie.
Nowe materiały pozwalają na tworzenie technologii More than Moore
Prawo Moore'a działa prawidłowo w przypadku chipów w świecie cyfrowym, ale zawodzi przy zetknięciu z faktycznym światem fizycznym, który jest analogowy. Dodanie funkcji, które niekoniecznie spełniają ograniczenia tego prawa w urządzeniach elektronicznych, to nowy trend w branży półprzewodnikowej, znany jako paradygmat MtM (More than Moore). Paradygmat ten ma na celu opracowanie zaawansowanych półprzewodników CMOS, które mają być kolejnym rewolucyjnym rozwiązaniem w elektronice.

Tlenki należą do najbardziej niezwykłych klas materiałów, przejawiających różne właściwości, w tym ferroelektryczność i ferromagnetyzm. W ramach projektu IFOX (Interfacing oxides), finansowanego ze środków UE, wykorzystano właściwości elektryczne i magnetyczne szeregu tlenków metali przejściowych, bazujących na oddziaływaniu między ładunkiem, spinem i orbitalnym stopniem swobody w takich materiałach i ich granicach faz do wprowadzenia funkcji analogowych do urządzeń opartych o CMOS. Budowa tak skomplikowanych systemów umożliwia uzyskanie efektu skali, dalece przewyższającego materiały CMOS.

Naukowcy zaprojektowali różne połączenia materiałów zwiększające funkcjonalność urządzeń CMOS. Nacisk położono na zoptymalizowanie ferroelektrycznych i ferromagnetycznych warstw tlenków do hodowli wysokiej jakości błon tlenkowych. Sprzężenie między fazami ferroelektrycznymi i ferromagnetycznymi w tych materiałach pozwoliło uczonym na przesunięcie ograniczeń funkcjonalności i wydajności.

Zjawisko przełączania oporowego zaobserwowane w heterostrukturach opartych na tlenku manganu/tlenku tytanu (MnO/TiO) okazało się przydatne do zapisu danych. Magnetorezystancja tunelowa występująca w heterostrukturach opartych na tytanianie baru (BaTiO3) i NiFeO3 może stać się podstawą dla magnetorezystywnej pamięci RAM, nowego rodzaju pamięci nieulotnej.

Manipulowanie magnetyzacją przy pomocy pola elektrycznego z użyciem dwuwarstwy (La,Sr)MnO3 i ferrytu bizmutu (BiFeO3) jest ważnym osiągnięciem prowadzącym do budowy pamięci magnetycznych o małej mocy przełączania. Inne heterostruktury tlenkowe, łączące magnetorezystancję i właściwości w zakresie detekcji gazów, mogą znaleźć zastosowanie w motoryzacji.

Pewne heterostruktury o właściwościach MtM wytworzono na dużych płytkach krzemowych i zaprezentowano branży.

Wyniki projektu stanowią istotny krok w kierunku elektroniki CMOS w technologii MtM i technologiach jeszcze nowszych, sprzyjając rozwojowi nowych technologii na bazie materiałów tlenkowych.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

More than Moore, metal-tlenek, CMOS, urządzenia elektroniczne, IFOX, heterostruktury, magnetorezystancja
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę