Argomenti di tesi proposti dal docente.
Tesi Triennale - Investigazione sui diversi metodi di soluzione dell'equazione di Poisson in transistori composti da materiale bidimensionale
L'elettrostatica è un aspetto molto importante nello studio dei dispositivi elettronici; in particolare, se combinata con altri metodi derivanti dalla meccanica quantistica, consente di calcolare accuratamente la corrente. A tal proposito, lo strumento fondamentale per ottenere informazioni sull'andamento del potenziale elettrostatico è l'equazione di Poisson. Quest'ultima è un'equazione differenziale di secondo grado, la cui soluzione può essere ottenuta in vari modi (metodo agli elementi finiti, metodo alle differenze finite...). Al candidato viene richiesto di approfondire ed implementare uno dei metodi proposti in letteratura per la soluzione dell'equazione di Poisson ed applicarlo al DS-FET, un transistore bidimensionale a bassissimo consumo di potenza.
Tesi Triennale - Trasporto di carica di tipo "quantistico" in transistori di tipo "cold-source"
Nei transistori a dimensione nanometrica, i metodi semiclassici di trasporto di carica falliscono nel predirre la corrente. Ciò è dovuto al fatto che, con la riduzione delle dimensioni, si riducono di conseguenza anche il numero di eventi di "scattering". Per questo motivo vengono introdotti altri modelli di trasporto, in grado di descrivere in maniera più acurata l'andamento della corrente. Al candidato viene richiesto di studiare e applicare un metodo di cui sopra a dei transistori in materiale bidimensionale (es. grafene, disolfuro di molibdeno a singolo strato...), i quali sono componenti diretti dei dispositivi cosiddetti a "sorgente fredda", dotati di un'elevata efficienza energetica.
Tesi Magistrale - Studio di Dirac-source FETs
Grazie all'interposizione di materiale avente una relazione di dispersione E(k) lineare tra il contatto di source ed il canale, il Dirac-source FET (DS-FET) riesce a valicare il limite di Boltzmann a temperatura ambiente, garantendo pendenze inverse sottosoglia minori di 60 mV/dec. Lo studio di questi dispositivi prevede diverse criticità ad ogni livello di astrazione. In un setup di simulazione "multiscale", che va dal NEGF quantistico a modelli TCAD e mixed device-circuit, il candidato dovrà scegliere un ambito da approfondire ed in cui avanzare lo stato dell'arte.
Tesi Magistrale - Simulazioni ab-initio di giunzioni di tipo Van der Waals
Le giunzioni Van der Waals giocano un ruolo fondamentale nei transistori bidimensionali di tipo "Dirac-source", evitando la "termalizzazione" dei portatori all'interfaccia tra i materiali di source e canale. Al candidato viene richiesto di sviluppare un setup di simulazione ab-initio della giunzione vdW e annessi.
Tesi Triennale e Magistrale in collaborazione con il CNR Bologna: L'argomento si presta per tesi sia magistrali che specialistiche, che differiranno per la complessità e/o la quantità delle misure da effettuare ed interpretare.
- L'attività sarà: misure di corrente-tensione (I-V) e/o capacità-tensione (C-V), in funzione della temperatura di misura, su dispositivi elettronici in carburo di silicio.
- I dispositivi potranno essere: diodi bipolari, diodi unipolari, barre di Hall MOSFETs, dispositivi van der Pauw, metalizzazioni su dispositivi a geometria transmission line.
- Lo scopo delle misure sarà: caratterizzare i processi di fabbricazione dei dispositivi stessi.
- Le postazioni di lavoro saranno: un sistema parametrico per le caratterizzazioni I-V e C-V di dispositivi elettronici a livello di fetta (i due probe al 2° piano), un sistema di misure di effetto Hall
- Competenze richieste: conoscenza del funzionamento dei dispositivi elettronici a materiale semiconduttore, utilizzo di multimetri e dei relativi manuali, potrebbe essere utile conoscere già Labview nel caso si voglia costruire una nuova postazione di misura o fare delle implementazioni di misura.
Tesi Triennale - Studio dell'interfaccia utente Composer per la programmazione del processore quantistico di IBM
Le porte quantistiche sono i mattoni elementari per il calcolo quantistico, agendo sui qubit nello stesso modo in cui le porte della logica classica agiscono sui bit per cambiare il loro stato in maniera controllabile. L'attività di tesi triennale riguarderà lo studio dell'interfaccia utente Composer per la programmazione del processore quantistico reso disponibile da IBM al fine di simulare quantisticamente un semplice algoritmo binario.
