Naslov: Nanostrukturirani hibridni polprevodniški materiali in naprave
Trajanje: 01/10/2024 do 30/09/2027
Tip projekta: GRAVITACIJA
Odgovorni nosilec FE: prof. dr. Marko Topič
Sodelujoče RO: Univerza v Novi Gorici, IJS, FE, FKKT, FERI, KI
Povzetek
Silicij je najbolj razširjen polprevodnik v današnjih elektronskim napravah, vendar pa se s pojavom nanostrukturiranih in hibridnih polprevodniških materialov hitro uveljavljajo nove arhitekture naprav, ki so v središču tega projekta. Tako s tem projektom obravnavamo trenutne vroče raziskovalne teme, ki presegajo klasični silicij, kot so hibridni in nizkodimenzionalni polprevodniki (perovskiti, kvantne pike – QD, dvodimenzionalni materiali – 2DM), fotonska integrirana vezja ter teraherčni senzorji in senzorji na osnovi optičnih vlaken. Te nove aplikacije izkoriščajo nanometrske lastnosti materialov, ki zahtevajo napredno načrtovanje naprav ter namensko izdelavo, karakterizacijo in optimizacijo materialov. Prepletene raziskave polprevodniških naprav, ki temeljijo na novih materialih in pristopih v okviru tega projekta, bodo prinesle izboljšanje lastnosti naprav in, kar je še pomembneje, nove možnosti uporabe.
Projekt je organiziran na dveh ravneh in združuje strokovno znanje sodelujočih raziskovalnih organizacije. Raven NAPRAV bo zajemala vidike naprav od načrtovanja, modeliranja in simulacij do izdelave in karakterizacije. Raven MATERIALOV bo podpirala razvoj naprav pogojen z inovativnim novih materialov s poudarkom na razvoju hibridnih materialov in temeljnega znanja o njihovih lastnostih.
Raven naprav je nadalje organizirana v tri stebre glede na vrsto polprevodniških naprav: WP1 – Optoelektronske naprave kot ena od ključnih tehnologij (KET), WP2 – Visoko učinkovite sončne celice kot del pobude za zbiranje energije in brezemisijsko industrijo (Green Deal) ter WP3 – Senzorji in senzorski sistemi, ki se ukvarjajo z raziskavami nove pametne fotonike za zaznavanje, priznane kot del cilja 4 načrta EU za raziskave in inovacije (2021-27).
Raven materialov je namenjena razvoju elektrooptičnih materialov, ki so potrebni na zgornji ravni naprave. Raven materialov se bo osredotočala predvsem na nizkodimenzionalne materiale, tj. na kvantne pike (QD) in 2D materiale, katerih lastnosti bomo še dodatno uravnavali z ustrezno hibridizacijo kot npr. z organskimi molekulami. Kvantno omejevanje nosilcev naboja v polprevodniških kristalih povzroči npr. močno absorpcijo svetlobe z vzbujanjem elektrona čez pasovno vrzel, ki ji sledi sprostitev elektrona s fotoemisijo svetlobe. Valovno dolžino oddane svetlobe določa širina pasovne vrzeli, ki je odvisna od velikosti omejitve nizkodimenzionalnega materiala. Do danes so polprevodniški QD znani kot najsvetlejši oddajniki vidne svetlobe in omogočajo nove tehnologije.
CILJI
– Izboljšati lastnosti naprav s skupnimi raziskavami polprevodniških in fotonskih naprav, ki temeljijo na novih polprevodniških hibridnih in nanostrukturiranih materialih.
- Pridobiti temeljno znanje o novih materialih z eksperimentalnim in teoretičnim
- Okrepiti slovensko raziskovalno skupnost na področju polprevodnikov s povezovanjem strokovnjakov, usmerjenih v materiale, in strokovnjakov, usmerjenih v naprave.
- Izobraževati bodoče vodje raziskovalnih skupin na področju polprevodniških materialov in
Prenos znanj pridobljenih v okviru projekta bomo omogočili z aktivnim sodelovanjem med člani projekta in člani Slovenske iniciative za razvoj polprevodniških tehnologij – Slo-chip, ki jo sestavljajo poleg nekaterih članov projekta tudi predstavniki Slovenskega gospodarstva in vlade RS. Predvidene aktivnosti projekta in pričakovani rezultati so v skladu s “Strategijo razvoja čipov in polprevodniških tehnologij v Sloveniji (2025-2030)”. Z namenom, da bodo projektne aktivnosti usklajene z omenjeno strategijo je vodja projektnega sveta tudi koordinator nastajajočega Kompetenčnega centra na področju polprevodnikov, po EU usmeritvah Uredbe (EU) 2023/1781 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 13.10.2023 o vzpostavitvi okvira ukrepov za okrepitev evropskega polprevodniškega ekosistema in spremembi Uredbe (EU) 2021/694 (Akt o čipih).