Tesi in ambito nanoelettronica e spintronica

Silvia Baldovino, Marco FanciulliDepartment of Material Science, University of Milano Bicocca – Milano, Italy

CNR-INFM MDM National Laboratory, Agrate Brianza (MI), Italy

2 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

RESEARCH LINES

- POINT DEFECTS IN SEMICONDUCTORS AND OXIDES

- SEMICONDUCTOR/OXIDE INTERFACES - Si AND Ge NANOSTRUCTURES 

EXPERIMENTAL FACILITIES

- Growth and processingAtomic Layer Deposition (ALD) mini-chamber with O3

line for in-situ characterization. - CharacterizationTwo CW X-band systems for electron spin resonance (ESR) spectroscopy, electrically detected spin resonance spectroscopy (EDMR) and electron nuclear double resonance spectroscopy (ENDOR). Variable temperature measurements (4-300 K). Low frequency (0.5-1 GHz) EDMR.Set-up for inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) working in the temperature range 4-300 K.

Laboratorio Materiali e Spettroscopie per la Nanoelettronica e la Spintronica (Bicocca)

3 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

1. Caratterizzazione di impurezze in nanostrutture di silicio, silicio-germanio, e germanio mediante tecniche di risonanza di spin elettronico ed altre tecniche spettroscopiche per applicazioni nella computazione quantistica.

2. Caratterizzazione di strati ultrasottili di ossidi su semiconduttori mediante tunneling inelastico di elettroni (IETS) e trasporto spin dipendente (SDT, EDMR).

3. Studio in-situ dei processi di ossidazione e degli stadi iniziali di crescita di ossidi mediante atomic layer deposition (ALD) di semiconduttori mediante spettroscopia di risonanza di spin elettronico rilevata elettricamente (EDMR).

4. Caratterizzazione mediante risonanza ferromagnetica rivelata elettricamente di strati sottili di ossidi magnetici.

5. Realizzazione e caratterizzazione di nanofili di silicio e di altri semiconduttori mediante processi top-down e bottom-up.

Tesi disponibili presso MSNS (Bicocca)

Laurea Magistrale (LM)

4 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

ALD• 100 m2 clean room class 1000• 2 Atomic Layer Deposition (ALD) +Ozone and in-situ characterization• Omicron UHV system with MBE chamber and in-situ variable temperature AFM/STM, XPS, LEISS• MOCVD (Chalcogenides)• Cluster Tool (ALD, Sputtering, Evaporator)• Thermal and e-beam evaporator • Wet benches for wafer cleaning• Rapid Thermal Processing (RTP) system• Photolithography• e-beam lithography• Microscope • Profilometer• Plasma Etcher• Bonders

Yellow room

Thermal/e-beam deposition

RTP

MBE

MOCVD

Laboratorio Materiali e Dispositivi per la Microelettronica (CNR- Agrate B.)

Growth and Processing Facilities

5 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

• Scanning Probes: AFM, STM, MFM/EFM, SCM, SThM, SNOM• UHV cryogenic VT (25-1500 K) AFM/STM system• X-ray diffraction (XRD) and reflectivity (XRR)• TXRF/XRR• SEM• XPS (in-situ), XPS-mono (ex-situ)• LEIS• ToF-SIMS• Electrical Characterization (I-V, C-V, C-t, ...), DLTS, Noise, IETS • Optical Techniques (-RAMAN and PL – visible and UV), FT-IR, IPE (4-400 K), Ellipsometry (ex-situ and in-situ) • Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy (CEMS)• Electron Spin Resonance Spectroscopy (ESR), EDMR (X and Q band) (2-600 K), ENDOR (X-band) • Four probe cryomanipulator (4-400 K)• Cryomagnetic system (12 T, 300 mK, 40 GHz and 200 GHz probes)• Multi-frequency EDMR• Pulsed EPR (X-band)

MDM Characterization facilities

XRD, XRR4-400 K; electrical testing

UHV VT AFM/STM

6 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

Scaling of Flash Memory devices (inter-poly dielectrics, interconnections)Charge Trapping Memories

Semiconducting and metallic nanoclusters

Phase Change NVMBinary oxides for resistive switching memoriesSelector Elements for Cross-Bar Architectures

Materials and processes for novel non-volatile memory devices

Flash and Post-Flash

Resistive RAM

Materials for ultra-scaled logic CMOS based devicesHigh-k Dielectrics : transition metal and rare earth binary/ternary compounds

Substrates (Si, SiGe, Ge, III-V)

Tailoring innovative devices by parameters-free simulations

Other Activities: Neuroelectronics, Metamaterials

SpintronicsMagnetic Tunnel JunctionsSpin degree of freedom for novel functionalities in silicon based nanoelectronic devices

MDM Research Lines

7 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

1. Realizzazione di nanostrutture di silicio e loro caratterizzazione fisico-chimica, ed elettrica (anche spin-dipendente)

2. Misure di coerenza di spin in silicio ed altri semiconduttori (Ge, ZnO) mediante tecniche pulsate di risonanza magnetica

3. Studio del magnetostrasporto (tunneling risonante) in dispositivi MOSFETs e FinFETs ultrascalati

4. Caratterizzazione elettrica di ossidi binari per l’impiego in memorie non volatili a commutazione resistiva

5. Deposizione mediante MOCVD e caratterizzazione di strati di materiali calcogenuri per lo sviluppo di memorie non volatili a cambiamanto di fase

6. Studio del trasporto in calcogenuri per applicazioni in dispositivi di memoria non volatile

7. Crescita mediante MBE di ossidi ad alta costante dielettrica su Ge e GaAs, e caratterizzazione in-situ STM, per applicazioni in dispositivi nanoelettronici

8. Studio delle proprietà elettriche locali di film sottili per memorie a commutazione resistiva, tramite tecniche di microscopia a sonda

9. Realizzazione, mediante tecniche ALD e CVD di giunzioni tunnel magnetiche, e loro relativa caratterizzazione

Tesi disponibili presso MDM (Agrate Brianza)

Laurea Magistrale (LM)

http://www.mdm.infm.it

8 Tesi disponibili: Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano-Bicocca 15 Dicembre 2009

Prof. Marco Fanciulli

• Laboratorio Materiali e Spettroscopie per la Nanoelettronica e Spintronica

Dipartimento di Scienza dei Materiali Università degli Studi di Milano – Bicocca

Tel: +39 02 6448 5034 (office) +39 02 6448 5184 (Lab.) marco.fanciulli@unimib.it

• CNR-INFM MDM National Laboratory Via C. Olivetti 2, 20041 Agrate Brianza (MI)

Tel. +39 039 6036253 (Office) +39 039 6037489 (Secretary)

+39 039 6035143 (Lab.) marco.fanciulli@mdm.infm.it

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