CENTRUL DE CERCETARE HYPERION

Untitled Document

Contract 556/2008

Contract 556/2008
Calculul analitic si determinarea experimentala teoretica a caracteristcilor de tip tranzistori tunel utilizabili in aplicatii microelectronice

Obiectivele proiectului:

Asa cum s-a aratat, in prezent nu exista formule analitice pentru descrierea completa a caracteristicilor tensiune-curent pentru structuri de tip transistor tunel si nu sunt citate il literatura nici metode numerice adecvate acestui scop. Acestea ar fi necesare pentru eficientizarea proiectarii, a cercetarii si aplicarii in practica precum si pentru evaluarea unor efecte secundare care ar putea deveni vizibile din compararea cu datele experimentale obtinute pe dispozitive concrete.

Obiectivul general al proiectului este de a contribui la activitatile UE de cercetari teoretice si experimentale referitoare la materiale si tehnologii speciale, respectiv atingerea masei critice de expertiza pentru integrarea cercetatorilor romani cu experienta dovedita, in programul de cercetare existent in cadrul FP7 prin propuneri in doemniul 4, "Nanostiinte, nanotehnologii, materiale si noi procese de productie".

Obiectivele specifice cele mai importante, in corelatie cu obiectivul general mentionat mai sus sunt urmatoarele:
1. Determinarea ecuatiilor caracteristice pentru mai multe structuri de tip tranzistor tunel caracterizate de o geometrie adecvata abordarii analitice.Elementul de originalitate va consta in includerea in calculul probabilitatii de tunelare data de solutia ecuatiei Schrodinger atemporale a expresiei potentialului obtinut prin integrarea analitica a ecuatiei Laplace pentru sisteme de electrozi cu simetrii care va permite separarea variabilelor.
2. Elaborarea de noi variante de tranzistori tunel prin eficientizarea prin simulare pe calculator a ciclului de testare si evaluare. Elementul de originalitate va consta in analiza computerizata a ecuatiilor caracteristice pentru determinarea conditiilor geometrice si de material care asigura parametrii optimi.
3.Elaborarea de algoritmi si programe pentru calculul caracteristicilor tensiune-curent pentru tranzistori tunel cu structuri complexe, considerate avantajoase pentru aplicatii.Elementul de originalitate va consta in gasirea metodel9or si algoritmilor optimi din punct de vedere al preciziei si vitezei pentru rezolvarea numerica a ecuatiilor Schrodinger si Laplace in cazul geometriilor care nu permit o abordare analitica.
4. Gasirea cailor de optimizare a performantelor prin variante de geometrii structuri si materiale netratabile analitic. Se va face si pentru aceste cazuri analiza computerizata, prin metode numerice, a ecuatiilor caracteristice pentru determinarea conditiilor geometrice si de material care asigura parametrii optimi.
5. Realizarea experimentala de structuri de tip tunel in conformitate cu rezultatele obtinute prin simulare. Propunem utilizarea unei metode originale pentru realizarea unor astfel de structuri nanometrice, cu diemnsiuni controlabile atat in plan orizontal cat si vertical. Pentru aceasta, se poate utiliza metoda depunerii in vid, capabila sa asigure un control foarte bun al grosimii straturilor nanometrice, combinata cu tehnica GLAD (Glancing Angle Deposition), prin care se pot crea si structuri orizontale cu diemnsiuni nanometrice controlabile. De asemenea se preconizeaza utilizarea unor actuatori piezoelectrici care pot realiza deplasari nanometrice controlate cu mare precizie, necesare realizarii structurilor de tranzistori tunel laterali.
6. Masuratori ale caracteristicilor structurilor de tranzistori tunel realizate experimental, validarea si rafinarea modelelor si metodeloe analitice si numerice elaborate prin compararea cu date experimentale obtinute.
7. Efectuarea de cercetari stiintifice de excelenta cu caracter interdisciplinar, in domeniul fizicii cuantice si fizicii materiei condensate cu aplicabilitate in tehnologia realizarii circuitelor microelectronice, ale caror rezultate ar putea constitui un succes important al fizicii romanesti, aducand un prestigiu cu implicatii certe in doemniul cooperarii cu UE in cadrul programelor de cercetare FP7.
8.Publicarea a cel putin 5 articole in reviste cotate ISI si comunicari la cel putin 2 conferinte internationale ceea ce prezinta importanta pentru cersterea vizibilitatii cercetarii romanesti in teme fundamentale ale fizicii in context european.
Prin aceste obiective tema propusa aduce elemente originale prin dezvoltarea unor teorii existente, si prin adaptarea acestora pentru utilizarea in practica.
Impactul acestor contributii ar fi in domeniul producerii de dispozitive microelectronice de o noua generatie, plasand tara noastra printre tarile cu contributii la aceste tehnologii de viitor. Nu trebuie uitat ca Romania a fost printre primele tari care au fabricat diode tunel, ca si alte dispozitive semiconductoare speciale, si este de dorit revenirea in prim-planul dezvoltarii stiintifice si tehnologice in doemniul fiziciii corpului solid.