引言由于构建太比特容量的非易失性存储器集成电路和在神经形态计算中的应用前景看好[1],基于电介质电阻切换的存储器设备领域的研究数量呈指数级增长。由于缺乏理想的电介质、通过结构缺陷限制电流泄漏以及隧道效应,基于电荷存储的存储单元已经接近缩放的物理极限。相反,在基于电阻切换机制 (ReRAM) 的存储单元中,不需要理想的电介质,但其局部缺陷区域的结构必须限制在纳米级。在外部电场的影响下,该区域中的阳离子-阴离子电荷传输导致电介质结构缺陷发生局部可逆变化,这种变化在外部表现为单元电导率的逐步变化和高阻状态(HRS 或 RESET 状态)和低阻状态(LRS 或 SET 状态)之间的电阻切换。这些状态是在暴露于具有特定极性、持续时间和幅度的开关脉冲后建立的。在没有外部电场的情况下,理想的忆阻器(具有记忆功能的电阻器)能够在单元电阻的固定值下根据需要长时间维持HRS和LRS。因此,忆阻器存储单元中的一比特信息以结构变化的形式存储在两个导电电极之间封闭的电介质的局部区域中。只有两级电阻(一位)的忆阻器集成到交叉结构[2–6]中,并以3D配置
利用第一性原理计算,我们研究了六种过渡金属氮化物卤化物 (TMNH):HfNBr、HfNCl、TiNBr、TiNCl、ZrNBr 和 ZrNCl 作为过渡金属二硫属化物 (TMD) 沟道晶体管的潜在范德华 (vdW) 电介质。我们计算了剥离能量和体声子能量,发现这六种 TMNH 是可剥离的并且具有热力学稳定性。我们计算了单层和体 TMNH 在平面内和平面外方向的光学和静态介电常数。在单层中,平面外静态介电常数范围为 5.04 (ZrNCl) 至 6.03 (ZrNBr),而平面内介电常数范围为 13.18 (HfNBr) 至 74.52 (TiNCl)。我们表明,TMNH 的带隙范围从 1.53 eV(TiNBr)到 3.36 eV(HfNCl),而亲和力范围从 4.01 eV(HfNBr)到 5.60 eV(TiNCl)。最后,我们估算了具有六个 TMNH 单层电介质和五个单层通道 TMD(MoS 2 、MoSe 2 、MoTe 2 、WS 2 和 WSe 2 )的晶体管的电介质漏电流密度。对于 p- MOS TMD 通道晶体管,30 种组合中有 25 种的漏电流小于六方氮化硼 (hBN),一种众所周知的 vdW 电介质。对于以 HfNCl 为栅极电介质的 ap -MOS MoSe 2 晶体管,预测最小双层漏电流为 1.15×10 -2 A/cm 2。据预测,HfNBr、ZrNBr 和 ZrNCl 也会在某些 p-MOS TMD 晶体管中产生微小的漏电流。
对于高相干性固态量子计算平台来说,微波频率下低损耗的电介质是必不可少的。在这里,我们通过测量集成到超导电路中的由 NbSe 2 –hBN–NbSe 2 异质结构制成的平行板电容器 (PPC) 的品质因数,研究了六方氮化硼 (hBN) 薄膜在微波范围内的介电损耗。在低温单光子范围内,提取的 hBN 微波损耗角正切最多在 10 −6 中间范围内。我们将 hBN PPC 与铝约瑟夫森结集成,以实现相干时间达到 25 μs 的传输量子比特,这与从谐振器测量推断出的 hBN 损耗角正切一致。与传统的全铝共面传输相比,hBN PPC 将量子比特特征尺寸缩小了约两个数量级。我们的研究结果表明,hBN 是一种很有前途的电介质,可用于构建高相干量子电路,它占用空间大大减少,能量参与度高,有助于减少不必要的量子比特串扰。广义的超导量子比特包括由电感和电容元件分流的约瑟夫森结,它们共同决定了它的能谱 1 。虽然理想情况下,组成超导量子比特的材料应该是无耗散的,但量子比特退相干的主要因素是量子比特的电磁场与有损体积和界面电介质的相互作用 2 。在典型的超导电路中,介电损耗可能发生在约瑟夫森结的隧穿势垒中,以及覆盖设备的许多金属和基底界面的原生氧化层中 3、4 。这些电介质通常是具有结构缺陷的非晶态氧化物,可以建模为杂散两能级系统 (TLS)。虽然这些 TLS 的微观性质仍有待完全了解,但已确定 TLS 集合与超导量子电路中的电磁场之间的相互作用限制了量子比特的相干性和超导谐振器的品质因数。人们还怀疑 TLS 可能存在于设备制造过程中留下的化学残留物的界面处 4、5。
2d Ultralow-k无定形碳BARBAROS OEZYILMAZ材料科学与工程系,EA Block,EA,#03-09,9工程驱动器1,新加坡117575,新加坡新加坡大学物理大学,新加坡国立大学物理学系,2科学驱动器3,S12,S12,S12,SIS12,SIGER DRICERS NIGHAPORE 117551,SINDAPERE,SINGAPERE,SINDAPERE,国际化学,国籍,国籍,国际化学,国籍,国籍,国际化学,国际化,新加坡新加坡国立大学新加坡大学功能智能材料研究所,第9级,第9级,科学驱动器2,新加坡117544,新加坡大学新加坡大学barbaros@nus.edu.sg.sg.sg二维(2D)材料在Monolayer厚度较高的范围中,Science Drive 2,新加坡117544 117544原子极限。尽管正在进行的综合电路的2D革命取得了重大进步,但一个关键的构件,即2D Ultralow-K8(ULK)电介质,但仍未报告。挑战在于实现小于3的介电常数(k),因为传统的低K电介质由于其无定形或多孔性质而在2D极限内固有地不稳定。还需要使用低K的超薄电介质的实现来解决集成电路缩放中的当前瓶颈。具体而言,由于导电元件之间的距离缩小到10 nm以下,因此必须使用低K材料来最大程度地减少寄生电容。在这里,我们表明2D无定形碳(稀薄至0.8 nm)是一种机械强大的2D ULK介电介电,k为1.35,介电强度为28-31 mV cm-1。缺乏任何远距离顺序,其内在的2D性质,SP2碳特性和低密度对于最大程度地减少介电介电常数至关重要。此外,它以创纪录的金属离子扩散时间(TTF)为10+10 s的现有电介质扩散降解的脆弱性甚至是单层。因此,可以消除最多需要3 nm的额外层,这尤其重要,因为金属线宽度接近10 nm。结合其低温,直接和共形生长,即使在介电上,这些关键特征也能够对基于硅的半导体电子产品进行大量改进,并确保与未来的2D电子产品兼容。
2014 年第 37 届信息和通信技术、电子学和微电子学国际大会(MIPRO) 微电子学、电子学和电子技术纳米技术,从近代历史到(不)可预测的未来 - 特邀论文 1 J. Turkovic 基于低温(α)和高温(β)GeS 2 晶相的簇共存的光谱证据,位于玻璃状二硫化锗基质中 7 V. Mitsa、R. Holomb、G. Lovas、M. Veres、M. Ivanda、T. Kovach 银胶体纳米粒子的合成和表征及其在表面增强拉曼光谱中的应用 11 L. Mikac、M. Ivanda、M. Gotic、T. Mihelj 碲酸盐玻璃的拉曼光谱 15 H. Gebavi、D. Ristic、V. Djerek、L. Mikec、M. Ivanda、D.用于尖端光子学应用的米兰涂层球形微谐振器 18 D. Ristic、M. Mazzola、A. Chiappini、C. Armellini、A. Rasoloniaina、P. Féron、R. Ramponi、G.N.Conti、S. Pelli、G.C.Righini、G. Cibiel、M. Ivanda、M. Ferrari 使用 THz 时域光谱检查硅材料特性 22 B. Pejcinovic 微带宽度和退火时间对微尺度石墨烯 FET 特性的影响 27 M. Poljak、M. Wang、S. Zonja、V. Djerek、M. Ivanda、K.L.Wang, T. Suligoj 具有优化发射极和电介质的石墨烯基晶体管 33 S. Venica, F. Driussi, P. Palestri, L. Selmi 厚度低于 20 nm 的双栅极锗 MOSFET 中受声子限制的空穴迁移率 39 V. Ivanic, M. Poljak, T. Suligoj 20 nm 栅极体和 SOI FinFET 之间的 RF 性能比较 45 S. Krivec, H. Prgic, M. Poljak, T. Suligoj CMOS 二进制加法器老化的模拟研究 51 T. An, C. Hao, L. Alves de Barros Naviner 多故障下并发检查电路可靠性评估的分析方法 56 T. An, K. Liu, L. Alves de Barros Naviner CMOS 乘法器结构的合成使用多功能电路 60 C. Popa
在本项目中,我们研究了在半活性自适应结构中使用可变刚度/可变强度结构元素的使用,采用双重方法来实现概率。在由NFP 62资助的项目中,我们研究了介电材料,以实施多层结构的静电层压,在一个并行项目中,由ETH的结构技术中心资助,我们已经确定了上述结构概念,这些结构概念可以利用上述元素来实现新的和有用的功能,以实现新的和有用的结构,并将其与特定的机翼结构相关联。这两个平行项目的努力是从相当早的阶段进行了协调的,旨在在高性能,轻质结构的结构演示者中实施电键粘合层压板(EBL的目的)。本项目的第一个成就是对与当前应用相关的聚合物膜的性质的详细研究:介电常数,介电强度和体积电阻率。这第一步是决定性地研究介电材料的框架,以便为其用于EBL应用的资格,这是决定性的。也很快就清楚了,也从对介电材料进行的研究也很快,即使在该项目的范围中包括材料合成,也不太可能实现介电强度和介电常数的同时增加。这些发现的相关性远远超出了用于EBL应用的电介质的优化。我们的注意力很快就针对对分层介质的调查,基于溶液的调查,通过其他小组的观察来证实,由其他群体进行的观察结果证实,由多层组成的电介质会提供介电强度的介电功能,而不是在材料和应有的材料中造成的材料不可避免地会导致一个不可避免的介绍性,并且是否会增加材料的范围,并且应有的可能性 - 应有的可能性,而应有的可能性,那么它是应有的,如果是应有的含量,那么它是不可避免的。用于制备多层介电。关于材料有效介电特性的问题很快就会出现,并且在项目的第一阶段获得的高近DC领域的介电和绝缘材料的知识清楚地表明,该材料的教科书近似是无限量电阻的完美介电性,这将无法适当地表示问题。因此,开发并通过实验验证了多层膜的介电响应的模型,该模型也考虑了组件的有限体积抵抗力。开发的分析模型代表了优化高能介电膜以不同频率应用的高能介电膜的基础。高压直流电网的未来开发将需要开发可靠的固体绝缘材料。多层电介质可以很好地代表一类有趣的介电和绝缘元素。此类投资从未在此细节上进行。结果也相对于此外,显然需要有效地撞击多层绝缘层层上静电场层的理解,这显然是必要的,以了解导致高场上此类材料系统失败的机制。在项目的最后一部分中,详细研究了EBL元素的机械性能,该元素与与项目结构分支的合作框架中所设想的结构应用有关的负载案例进行了详细研究。
