Ustanowienie połączenia między światem analogowym i cyfrowym

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.

Celem finansowanego ze środków UE projektu "Interfacing oxides" (IFOX) jest zbadanie nowatorskich funkcji elektronicznych i magnetycznych w złożonych heterostrukturach z tlenków metali przejściowych. W ramach projektu opracowywana jest platforma materiałowa dla innowacyjnej elektroniki CMOS w technologii MtM i technologiach jeszcze nowszych, aby uzyskać wydajność i możliwości znacznie przekraczające najnowocześniejsze istniejące układy.

Partnerzy projektu pracują nad ustanowieniem podstaw teoretycznych dla zidentyfikowania najbardziej obiecujących materiałów i heterostruktur. W strukturach złożonych z samych tlenków, partnerzy wykazali mechanizm umożliwiający jednoczesne występowanie tunelowej rezystancji elektrycznej i rezystancji magnetycznej w połączeniach tunelowych. Badania nad połączeniami między różnymi tlenkami wykazały, że obecność i stężenie dodatkowych defektów ma wpływ na stabilność połączenia i konfigurację elektroniczną.

Projekt IFOX położył nacisk na zoptymalizowanie ferroelektrycznych i ferromagnetycznych warstw tlenków do hodowli wysokiej jakości błon tlenkowych. W szczególności, ponad 50 wyhodowano na podłożach dostępnych komercyjnie i scharakteryzowano. Innym głównym zadaniem było wyznaczenie warunków wytrawiania i przetwarzania nowych nanostruktur mieszczących się w parametrach istniejących technologii produkcji.

Scharakteryzowano około 100 różnych systemów materiałów przy wykorzystaniu różnorodnych technik pod kątem ich właściwości elektronicznych, magnetycznych, ferroelektrycznych, wieloferroicznych, optoelektronicznych i optomagnetycznych. Innym ważnym aspektem było opracowanie kontroli na miejscu parametrów takich jak pola elektryczne dla różnych rodzajów eksperymentów obrazowania. Umożliwiło to badanie magnetoelektrycznego sprzężenia międzypowierzchni w heterostrukturach.

IFOX ma wskazać demonstratory funkcjonalnych heterostruktur tlenkowych, nadających się do zastosowań przemysłowych, z możliwością wytwarzania ich na dużych podłożach krzemowych. Partnerzy zaprezentują również katalogi z warunkami brzegowymi hodowli i obróbki różnych heterostruktur.

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