Ferroelettricità: nuovi studi sui materiali

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TWEET (ToWards fErroElectricity in Two-dimensions), coordinato dall’Istituto Cnr-Spin di Chieti e inserito tra i progetti recentemente approvati dal MIUR nell’ambito del bando PRIN 2017, si propone di studiare la ferroelettricità in films di ossidi e calcogenuri aventi spessori di pochi strati atomici.

Ferroelettricità e materiali massivi
La ferroelettricità (ossia la presenza, al di sotto di una determinata temperatura critica, di una polarizzazione elettrica spontanea, controllabile con un campo elettrico) trova infinite applicazioni in dispositivi per memorie, attuatori, sensori, etc. Essa si manifesta in genere in materiali “massivi” (o di bulk) o comunque in film abbastanza spessi di materiali ferroelettrici. TWEET trae ispirazione dalla spinta globale verso la miniaturizzazione per spingere il fenomeno della ferroelettricità verso il limite bidimensionale. Attraverso la comprensione dei meccanismi microscopici e l'ottimizzazione dei materiali, obiettivo del progetto è quello di ottenere il pieno controllo della ferroelettricità in film ultrasottili (ossia pochi spessori atomici) di materiali compatibili con l’attuale tecnologia CMOS basati sui semiconduttori

Ferroelettricità: com'è articolato il progetto
TWEET è organizzato in due parti. La prima è focalizzata sulla crescita di film ultrasottili di alta qualità di HfO2, mira alla comprensione e al controllo microscopico dell'ordine ferroelettrico in regime statico e dinamico, in vista di un utilizzo in dispositivi con barriera tunnel ferroelettrica. La seconda parte si concentrerà sulla crescita di calcogenuri (SnTe, GeTe) nel limite bidimensionale e sul controllo elettrico delle proprietà collegate all’interazione di spin-orbita, con particolare attenzione all’effetto Rashba e al trasporto di spin/carica. 

TWEET è frutto di una forte sinergia tra modellizzazione accurata (unità Cnr-Chieti, guidata dalla Dott.ssa Silvia Picozzi, coordinatrice del progetto), sintesi altamente controllata (unità Cnr-Napoli, guidata dal Dr. Fabio Miletto, e Politecnico di Milano, guidata dal Dr. Christian Rinaldi), caratterizzazioni avanzate (unità Univ. Napoli, guidata dal Dr. Andrea Rubano, Cnr-Na, PoliMi) e implementazione di dispositivi all'avanguardia (PoliMi).

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