back

Proiectul este dedicat componentelor nanoelectronice bazate pe nanostructuri din carbon, (nanotuburi de carbon si grafen) care lucreaza in domeniul GHz, specific comunicatiilor si senzorilor fara fir care monitorizeaza mediul inconjurator. Nanoelectronica reprezinta la ora actuala domeniul cel mai dezvoltat al nanostiintelor, bazat pe fenomene fizice aparte care apar in componente si circuite electronice la scara nano. Nanoelectronica este un domeniu de virf al tehnologiilor inalte si inglobeaza cunostiinte aprofundate de mecanica cuantica, electronica, stiinta materialelor si chimie. Nanoelectronica este un domeniu generator de valoare adaugata foarte mare, cifra de afaceri anuala reprezentind sute de miliarde de Euro. Eficienta acestui domeniu este atit de mare incit, spre exemplu, numai in anul 2002 tranzistorii inglobati in memoriile DRAM produse in acest an au depasitit cantitatea globala de boabe de orez, pretul unui transistor integrat intr-o memorie fiind de circa 80 de ori mai mic decit al unui bob de orez. Nanoelectronica insa, necesita si investitii uriase, deoarece dimensiunile tranzistoarelor integrate in procesoarele moderne scad cu 30 % odata la cinci ani, necesitind noi echipamente si instalatii cu costuri foarte mari. Nanoelectronica, desi domeniu prioritar in PNCDI 2, este slab dezvolatata in Romania neexistind firme care sa se ocupe propriu-zis cu acest domeniu. Firmele multinationale de renume in domeniul nanoelectronicii care au tara noastra reprezentante sau centre de cercetare nu au spatii tehnologice in Romania pentru acest domeniu, dezvoltind eventual numai unele aplicatii restrinse ca numar si extrem de specializate de tip software sau proiectare CAD. De aceea, acest domeniu trebuie dezvoltat in anii ce vin si in Romania , dar nu in directia ajungerii din urma a marilor firme de nanoelectronica multinationale, fapt imposibil chiar la nivel european. Dezvolatrea acestui domeniu in Romania se va putea face numai in domenii in care nanoelectronica se afla la faza de cercetare si unde decalajele sunt mai mici. Un astfel de domeniu il reprezinta si componente nanoelectronice bazate pe nanostructuri de carbon, care vor inlocui in viitor pe cele din siliciu si pentru care la ora actuala nu exista retete precise de realizare la scara industriala si care au inceput sa fie sistematic cercetate din anul 2004. Orienetarea acestor componente spre domeniul frecventelor inalte este necesara pentru a tinti aplicatii din domeniul comunicatiilor si senzorilor. In ultimi ani, citeva institute de cercetare din Romania (INCD-Microtehologii (IMT), INCD-Fizica Materialelor), Universitatea Politehnica Bucuresti au atins o masa critica atit la nivelul cunostiintelor pluridisciplinare cerute de nanoelectronica cit si al dotarilor cu apartura si instalatii moderne specifice nanotehnologiilor care stau la baza componentelor nanoelectronice. Existenta acestei mase critice atit la nivelul cunoasterii fenomenelor fizice la scara nano cit si a unei infrastructuri de baza pentru domeniul nano, ne-a incurajat sa propunem acest proiect cu o tematica foarte avansata. Proiectul isi propune proiectarea, simularea si realizarea a trei demonstratoare care sa utilizeze proprietile nanostructurilor din carbon ,mult superioare fata de materialele semiconductoare actuale si prin aceastea sa se implementaeze un set de nanotehnologii capabile sa produca circuite nanoelectronice bazate pe nanotuburi de carbon (CNT) si grafen la o scara redusa. Primul demonstrator denumit si nanobalanta HF se refera la un micro-rezonator de microunde de tip FBAR ( bulk-acoustic wave rezonator) Acoperind cu un strat de nanotuburi, modurile acustice de suprafata ale rezonatorului vor fi reduse semnificativ datorita modulului Young foarte mare al nanotuburilor si factorul de calitate va creste semnificativ.In acest mod, demonstartorul va putea functiona ca senzor de gaze sau material biologic prin discriminarea frecventei de rezonanata care se deplaseaza cu citiva MHz cind CNT absoarbe o substanta. Al doilea demonstrator care utilizeaza mobilitatea foarte mare a electronilor in CNT este un tranzistor FET CNT primar cu poarta realizata direct pe un strat dopat de siliciu plus doua contacte metalice pe CNT. Al treilea demonstrator se bazeaza pe grafen cu grosimea unui strat sau citeva straturi atomice. Acest nanomaterial este studiat sistematic incepind cu anul 2006 si care poate fi privit ca un gaz de electroni 2D nativ.Prin depunerea unor electrozi metalici se va putea realiza o nanostructura multifunctionala la citiva GHz care va putea lucra fie ca tranzistor FET, fie ca puncte cuantice cuplate capabile sa joace rolul de porti logice cuantice, fie ca element de logica cu valori logice multiple(multi-valued logic). Ne propunem de asemenea sa organizam un workshop anual orientat in special spre tinerii specialisti si industrie pentru ca nanoelectronica sa progreseze si in Romania, intr-un timp rezonabil, macar la nivelul mediu al unei tari UE.