Rezultate anul 3

In Etapa 3 a proiectului au fost realizate toate obiectivele prevazute pentru fiecare activitate. Rezultatele principale obtinute in anul 2024 au fost urmatoarele:

1. Au fost simulate cu tehnici ab initio tranzistoare pe baza de NCG dopat cu azot pe straturi subtiri de HfZrO.

2. Au fost proiectate si fabricate patru demonstratoare: o retea de doua antene coplanare tip patch pe baza de NCG pe subtrat de oxid de siliciu/ siliciu de inalta rezistivitate, cu poarta de intrare in ghid de unda coplanar (Demo1); o varianta a Demo1 pentru integrarea hibrida cu doua memtranzistoare de tip IDT cu straturi subtiri de HfZrO intre digiti (Demo2); o varianta a Demo1 pentru integrarea monolitica cu doua memristoare de tip IDT cu straturi subtiri de NCG sau NCG/ HfZrO sub digiti (Demo3); un IDT alcatuit din 30 digiti in configuratie coplanara, pe subtrat de oxid de siliciu/ siliciu de inalta rezistivitate, cu un strat subtire pe baza de NCG sau NCG/ HfZrO sub digiti.
   
   

   Poze optice cu structurile fabricate

3. Au fost caracterizate in cc/ microunde atat Demo1 cat si Demo2. Demo1 arata o frecventa de rezonanta in jur de 9 GHz, iar Demo2 a dovedit ca maximul castigului realizat se deplaseaza cu cca. ±35 grade atunci cand este aplicata o tensiune de polarizare de cel mult ±5 V. Aceste rezultate sunt repetabile si foarte promitoatore pentru ulterioarea dezvoltare a demonstratorului Demo2 si pentru a atinge un nivel de maturitate tehnologica superioara.
   
   

   Pierdere la reflexie a Demo1 (stanga) si reconfigurarea castigului realizat la 9 GHz pentru Demo2 (dreapta).

   
   

4. Au fost publicate 5 lucrari in reviste cotate ISI si au fost prezentate 2 lucrari la conferinte internationale, printre care prestigiosul „International Microwave Symposium (IMS)” 2024, la Washington DC. Lucrarea a fost selectată printre cele mai bune 50 de manuscrise prezentate la conferința respectiva.

____________

Rezultate anul 2

In Etapa 2 a proiectului au fost realizate toate obiectivele prevazute pentru fiecare activitate. Rezultatele principale obtinute in anul 2023 au fost urmatoarele:

1. Au fost simulate antenele si retelele de antene pe baza de NCG, la 10 si 24 GHz. A fost simulata si fabricata o retea de 2 antene pe baza de NCG la 10 GHz, care a fost caracterizata in curent continuu (cc) si in microunde, atat in camp apropiat cat si in camp indepartat. A fost demonstrata reconfigurarea castigului retelei functie de tensiunea in cc aplicata pe stratul de NCG.

   
   

   Pierdere la reflexie (stanga) si puterea receptionata (dreapta) pentru reteaua de antene pe baza de NCG la 10 GHz

2. Au fost proiectate 2 tipuri de memtranzistoare: unul de tip FET planar cu un canal pe baza de NCG depus pe HfZrO si unul de tip capacitor interdigitat (IDC) pe siliciu de joasa rezistivitate, cu HfZrO corodat selectiv intre digitii capacitorului.

3. Au fost fabricate si caracterizate mai multe structuri de tip NCG-HfZrO pentru a testa atat configuratia NCG peste HfZrO cat si configuratia HfZrO peste NCG, cea din urma dovedindu-se cea mai reproductibila si fiabila.

4. Au fost fabricate structurile de tip IDC cu HfZrO intre digiti si au fost caracterizate in cc, astfel demonstrand un comportament de tip memtranzistor.

   
   

   IDC fabricat (stanga) si curbe curent de drena-tensiune de drena cu poarta in gol (dreapta).

5. Numarul total de lucrari publicate este de 7 lucrari in jurnale ISI (Q1/Q2) si 10 lucrari prezentate la conferinte internationale.

________

Rezultate estimate

Rezultatul proiectului STEERING-GRAPH va fi o retea fazata de antene cu comutatoare nevolatile de tip memristor, cu performante deosebite in radiofrecventa si consum de putere redus, intrucat starea nevolatila implica o activare limitata in timp a semnalului de control, astfel minimizand consumul de putere (intre 10 si 100 miliwati) si scazand sensitivitatea antenei la intreruperi de alimentare.

Acest rezultat va fi obtinut prin integrarea de grafena / grafit nanostructurat in retele de antene cu fascicul reconfigurabil, compatibile CMOS, in care elementele radiante vor fi alcatuite dintr-un material pe baza de carbon care sa asigure ajustarea castigului (precum si a frecventei si pierderii la reflexie), iar modulatia de faza necesara pentru reconfigurarea fasciculului va fi obtinuta prin memristoare / memtranzistoare care includ straturi de grafena / grafit si oxizi pe baza de hafniu dopat / nedopat.

Rezultatele estimate sunt urmatoarele:

- 5 livrabile: 1) raport anual Etapa 1 (livrabila "Cresterea materialelor"); 2) livrabila "Activitati de simulare si modelare" (iunie 2023); 3) raport anual Etapa 2 (livrabila "Caracterizarea antenelor / retelelor de antene pe baza de NCG"); 4) livrabila "Performantele memristoarelor" (iunie 2024); 5) raportul final al proiectului;
- 5 lucrari ISI;
- 5 lucrari la conferinte internationale.