SYNAPSE

Le prestazioni delle memorie flash convenzionali risultano molto migliorate dalle “memorie a cambiamento di fase” (PCM), realizzate con materiali calcogenuri a base di (In)Ge-Sb-Te, in cui la funzione di programmazione si basa sulla diversa resistenza elettrica tra le loro fasi amorfa e cristallina, reversibilmente indotte da impulsi di corrente adeguata.
Per lo sviluppo e la commercializzazione di PCM sono fondamentali l'aumento di  capacità di memoria e la riduzione del consumo di energia e costi, che possono essere ottenuti riducendo la dimensione delle celle di memoria alla nanoscala. Utilizzare nanofili per le PCM offre l'interessante possibilità di controllare il loro diametro (sotto i 50 nm), composizione e struttura, ottenendo volumi molto ridotti, quindi basso consumo di energia. In particolare, l’auto assemblaggio dei nanofili promette elevate qualità e possibilità di memorie a multi livello con particolari geometrie “core-shell”.
In SYNAPSE si sono autoassemblati nanofili con tecnica di deposizione chimica da fase vapore mediante reagenti metallorganici (MOCVD), sviluppando nuove leghe calcogenure ad elevata stabilità termica (In-Ge-Te e In-Sb-Te), adatte anche ad applicazioni automobilistiche. Le proprietà chimico-fisiche e funzionali dei nuovi nanofili sono state studiate e confrontate con i modelli provenienti dalle simulazioni teoriche. Inoltre è stata esaminata la possibilità di realizzare disposizioni ordinate di nanofili e la fattibilità di dispositivi PCM pre-prototipali, per dare indicazioni sulle prossime generazioni di memorie ultrascalate e con design innovativo.

Partner del progetto

• CNR Italia: IMM Agrate (Coordinatore M.Longo),  IMEM Parma (L Lazzarini, L Nasi, V Grillo)
• University of Milano Bicocca (Milano, Italy)
• Micron Semiconductors Italia S.r.l.
• Air Liquide (Francia)
• Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux Department TREFLE (Francia)
• FZJ - Peter Grünberg Institute, Division Semiconductor Nanoelectronics (Julich, Germania)
• Tyndall National Institute (Cork, Ireland)

Pubblicazioni collegate

• "Crystal structure assessment of Ge–Sb–Te phase change nanowires",  E Rotunno, L Lazzarini, M Longo, and V Grillo, Nanoscale 5 (4), 1557-1563 (2013) https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/nr/c2nr32907g
• "Au-catalyzed synthesis and characterisation of phase change Ge-doped Sb–Te nanowires by MOCVD", M Longo, T Stoycheva, R Fallica, C Wiemer, L Lazzarini, and E Rotunno, Journal of crystal growth 370, 323-327 (2013) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024812006562
• "A Novel Sb₂Te₃ Polymorph Stable at the Nanoscale", E Rotunno, M Longo, C Wiemer, R Fallica, D Campi, M Bernasconi, AR Lupini, SJ Pennycook, and L Lazzarini, Chemistry of Materials 27 (12), 4368-4373 (2015) https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.5b00982
• "MOCVD growth and structural characterization of In–Sb–Te nanowires", S Selmo, S Cecchi, R Cecchini, C Wiemer, M Fanciulli, E Rotunno, L Lazzarini, and M Longo, Physica status solidi (a) 213 (2), 335-338 (2016) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pssa.201532381
• "Low power phase change memory switching of ultra-thin In₃Sb₁Te₂ nanowires", S Selmo, R Cecchini, S Cecchi, C Wiemer, M Fanciulli, E Rotunno, L Lazzarini, M Rigato, D Pogany, A Lugstein, and M Longo, Applied Physics Letters 109 (21), 213103 (2016) https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4968510