280 likes | 450 Views
Nanoelektronika Mihály György. Útközben A BME kutatóegyetemi pályán. Műegyetem - Kutatóegyetem Nanofizika, nanotechnológia és anyagtudomány. Nanoelektronika. Spin-polarizált transzport Spin-qbit kísérlet Kvantum információ elmélet Komplex mágneses szerkezetek
E N D
NanoelektronikaMihály György Útközben A BME kutatóegyetemi pályán Műegyetem - Kutatóegyetem Nanofizika, nanotechnológia és anyagtudomány
Nanoelektronika Spin-polarizált transzport Spin-qbit kísérlet Kvantum információ elmélet Komplex mágneses szerkezetek Mágneses optikai spektroszkópia GMR kísérlet és elméletMolekuláris elektronika Szén nanoszerkezetek Félvezető nanocsővek Nanoszenzorok fejlesztéseNapelemek antireflexiós rétege Nano-kompozit anyagok minősítés - memrisztor - grafén Spintronika Hibrid nanoszerkezetek Nanoelektronikai eszközök
A hiányzó áramköri elem Leon O. Chua, IEEE Trans. Circuit Theory18, 507 (1971) Resistor Capacitor V I Q Memristor Inductor Ф
„The missing memristor found” D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, S.R. Williams, Nature453, 80 (2008) Vezető csatornák kialakulása és lebomlása – rezisztív kapcsoló Pt TiOx Pt Áram (mA) Feszültség (V)
„The missing memristor found” D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, S.R. Williams, Nature453, 80 (2008) Vezető csatorna - ionok migrációja nanométeres méretskála Pt TiOx Pt Áram (mA) 50 nm Feszültség (V) R. Waser et al., Adv.Mater21, 2632 (2009)
Keresztező vezetékek D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, S.R. Williams, Nature453, 80 (2008) 50 nm „Crossbar” technológia „analóg” memóriaelem
Rezisztív RAM (RRAM) 50 nm HP laboratories Dynamical nanocrossbars
„The missing memristor found” Pt TiOx Pt D.B. Strukov, G.S. Snider, D.R. Stewart, S.R. Williams, Nature453, 80 (2008) Vezető csatornák kialakulása és lebomlása – „analóg” memória Áram (mA) Áram (mA) Feszültség (V) Feszültség (V)
„Biological-scale intelligent machines” 10.000 CPU 1000 W DARPA SyNAPSE Program 2009-2014, 4.900.000 USD kicsi gyors ? Célkitűzés: 106 memórialem/cm2 1010 kapcsolat/cm2 100 mW/cm2 Emberi agy: 106 neuron/cm2 1010 szinapszis/cm2 2 mW/cm2 Neurális hálózat HP szabadalom
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 MTA RMKI együttműködés Tanczikó Ferec – MBE Szilágyi Edit – RBS W AgSx Ag Minta: 80nm Ag réteg, S-kezelt felület Si/SiO2hordozó A.Geresdi, A.Halbritter, A.Gyenis P.Makk, G.Mihály, Nanoscale 3, 1504 (2011) Kémiai maratással hegyezetttű (W vagy Pt/Ir) Kontaktus méret: egyetlen atom 100 nm
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 W AgSx Ag A.Geresdi, A.Halbritter, A.Gyenis P.Makk, G.Mihály, Nanoscale 3, 1504 (2011) Kémiai maratással hegyezetttű (W vagy Pt/Ir) Minta: 80nm Ag réteg, S-kezelt felület Si/SiO2hordozó Kontaktus méret: egyetlen atom 100 nm
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 A.Geresdi, A.Halbritter, A.Gyenis P.Makk, G.Mihály, Nanoscale 3, 1504 (2011) Feszültség –áram karakterisztika Kémiai maratással hegyezetttű (W vagy Pt/Ir) Ag/AgSx/W Kontaktus méret: egyetlen atom 100 nm
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 A.Geresdi, A.Halbritter, A.Gyenis P.Makk, G.Mihály, Nanoscale 3, 1504 (2011) Vezető Ag ion-csatornák Feszültség –áram karakterisztika Ag/AgSx/W Több tízezer karakterisztika analízise megbízható működés érhető el 3nm-es kontaktussal is
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 A.Geresdi, A.Halbritter, A.Gyenis P.Makk, G.Mihály, Nanoscale 3, 1504 (2011) „analóg”memória elem Feszültség –áram karakterisztika Ag/AgSx/W Vküszöb Több tízezer karakterisztika analízise megbízható működés érhető el 3nm-es kontaktussal is
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 A.Geresdi, A.Halbritter, E. Szilágyi, G.Mihály, MRS Conf. San Francisco, 2011 félvezető memrisztor Shottky-gát
Pont-kontaktus memrisztor – NNA P1 W AgSx Ag Ag/AgSx/W A memrisztor katakterisztika jellege nem változik szobahőmérséklet és cseppfolyós hélium hőmérséklete között A.Geresdi, A.Halbritter, E. Szilágyi, G.Mihály, MRS Conf. San Francisco 2011 Kis keresztmetszet - fémes memrisztor T=300K T= 4 K
Grafén nanoelektronika – NNA P1 Tóvári Endre MSc témavezető: Csonka Szabolcs MTA MFA együttműködés Biró László Péter Neumann Péter
Grafén – mintaelőállítás MTA MFA grafén lapka felhelyezése SiO2 hordozóra elektronsugaras litográfia – védőmaszk plama marás, 300 °C-os tisztító hőkezelés vezetékek maszkolása és növesztése (molekulasugaras epitaxia: 5nm Cr, 60 nm Au) + VH + VH B B I I V V
1 dimenziós ideális fém Elektronállapotok hullámfüggvénye -k +k Schrödinger
1 dimenziós ideális fém Áram eV elektronok száma vezetőképesség kvantum Szabadon terjedő elektronok vezetőképessége egy univerzális állandó
2d ideális fém mágneses térben Landau-nívók növekvő B εF Energia 3 dimenzió Állapotsűrűség
2d ideális fém mágneses térben εF Energia Landau-nívók A szabadon terjedő elektronok egyirányban körbepattognak a falon. 3 dimenzió Állapotsűrűség
Kvantum Hall effektus +eV +eV +eV Nobel-díj 1985 - Klaus von Klitzing 1998 - R. Laughlin, H. Strömer, D. Tsui Anyaggal való kölcsönhatás nélkül, szabadon terjedő elektronok
Kvantum Hall effektus grafén mintán E. Tóvári, MSc dissertation
Kvantum Hall effektus grafén mintán E. Tóvári, MSc dissertation
Kvantum Hall effektus grafén mintán E. Tóvári, MSc dissertation + VH B I V
Nanoelektronika Spin-polarizált transzport Spin-qbit kísérlet Kvantum információ elmélet Komplex mágneses szerkezetek Mágneses optikai spektroszkópia GMR kísérlet és elméletMolekuláris elektronika Szén nanoszerkezetek Félvezető nanocsővek Nanoszenzorok fejlesztéseNapelemek antireflexiós rétege Nano-kompozit anyagok minősítés - memrisztor - grafén Spintronika Hibrid nanoszerkezetek Nanoelektronikai eszközök
Nanoelektronika - W AgSx Ag 2 új eredmény Néhány nanométeres memrisztor előállítása Kapcsolás fémes értékek között A Grafén áramkör előállítása, töltéshordozó koncentráció kontrollja kapufeszültséggel Kvantum Hall effektus kimutatása grafénben