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Elena Gnani

Professoressa associata

Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi"

Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01 ELETTRONICA

Direttrice Centro di Ricerca sui Sistemi Elettronici per l'Ingegneria dell'Informazione e delle Telecomunicazioni "Ercole De Castro" — ARCES (Advanced Research Center on Electronic System)

Temi di ricerca

Parole chiave: Dispositivi beyond-CMOS Modellistica di dispositivi a semiconduttore Nanoelettronica

L'attività scientifica di EG ha riguardato diversi aspetti della Microelettronica, tra cui la fisica, la modellistica e la caratterizzazione di dispositivi post-CMOS e di memorie non volatili ad intrappolamento di carica. Si è occupata dello studio dei fenomeni di trasporto di carica nei semiconduttori e delle problematiche numeriche ad esso correlate, con particolare riferimento ai fenomeni quantistici in nanofili di silicio (NW), nanotubi di carbonio (CNT) e nanostrisce di grafene (GNR), che rappresentano potenziali candidati per le future generazioni di dispositivi per la nanoelettronica.  
EG ha sviluppato nuovi strumenti di simulazione in grado di mettere in conto non solo gli effetti quantici legati al confinamento laterale delle cariche, ma anche quelli che influenzano il trasporto nei dispositivi con lunghezze di canale a dimensione deca-nanometrica, quali l'effetto tunnel banda a banda e il trasporto quasi balistico, comunemente trascurati dai simulatori semiclassici tradizionali. Ella ha inoltre studiato approfonditamente il problema della variazione delle proprietà elettroniche dei semiconduttori che si verifica quando le dimensioni della sezione trasversa del dispositivo si riducono a pochi nanometri e, segnatamente, gli effetti di non-parabolicità della relazione di dispersione E(k) alle alte energie e il loro effetto sulle prestazioni dei dispositivi.  

Attualmente si occupa dello studio di dispositivi di nuova concezione in grado di ridurre il consumo di po-tenza dei circuiti integrati. Infatti la dissipazione di potenza è divenuta l'aspetto più importante per l'elettroni-ca di oggi poiché pone un limite alla massima frequenza di clock e, pertanto, alle prestazioni ottenibili della singola unità di elaborazione. Da qui la necessità di studiare approfonditamente nuove tipologie di dispositivi che consentono di ottenere una transizione dallo stato OFF a quello ON più rapida del limite di 60mV/decade ottenibili dai dispositivi attuali, cosa che permetterebbe una riduzione della corrente di perdita sotto soglia e, pertanto, della tensione di alimentazione.