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Massimo Rudan

Professore ordinario

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

Professore a contratto a titolo gratuito

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

Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01 ELETTRONICA

Temi di ricerca

Parole chiave: Dispositivi nanometrici in silicio Memorie a cambiamento di fase Dispositivi ovonici Simulazione numerica Transistori a nanotubi di carbonio

Le dimensioni fisiche dai dispositivi hanno raggiunto alcuni dei limiti fondamentali dei materiali e dei processi di fabbricazione: attualmente sono necessari strutture e materiali innovativi che garantiscano la continua evoluzione della tecnologia. I principali candidati sono le architetture MOS a due o più gate e dispositivi a nanotubi di carbonio. La prima linea di ricerca affronta questi aspetti dell'innovazione tecnologica migliorando e sviluppando strumenti di simulazione numerica. Obiettivo della seconda linea di ricerca è invece quello di definire nuovi modelli fisici che rendano accurata l'applicazione della simulazione numerica, permettendo lo sviluppo di metodologie innovative per la progettazione di dispositivi. Terza linea di ricerca è dedicata all'analisi dell'applicazione di dispositivi nanometrici a stato solido al campo dell'elaborazione quantistica dell'informazione. Obiettivo finale è lo studio di realizzabilità di porte logiche quantistiche fondamentali.La quarta linea di ricerca si riferisce a dispositivi di memoria nanometrici di tipo "ovonico" e di tipo a cambiamento di fase. Tali dispositivi, la cui fattibilita' e' stata dimostrata nel 2009, sono attualmente quelli che meglio si prestano alla scalabilita' nella regione nanometrica.


Il continuo miglioramento delle prestazioni della tecnologia microelettronica si basa principalmente sulla riduzione delle dimensioni geometriche dei dispositivi. Attualmente le dimensioni fisiche dai dispositivi hanno raggiunto alcuni dei limiti fondamentali dei materiali e dei processi di fabbricazione e quindi è nata un stringente necessità di strutture e materiali innovativi con cui si possa continuare l'evoluzione della tecnologia. I principali candidati sono architetture MOS a due o più gate, che possono essere scalati in modo più aggressivo rispetto alle architetture standard a singolo gate, e, in una prospettiva più a lungo termine, dispositivi a nanotubi di carbonio in sostituzione del silicio. La linea di ricerca sulla modellistica di dispositivi avanzati affronta questi aspetti dell'innovazione tecnologica di medio e lungo periodo, migliorando e sviluppando strumenti di simulazione numerica con cui si possano analizzare in modo accurato le prestazioni e l'ottimizzazione delle nuove architetture e l'introduzione dei nuovi materiali. Nonostante si faccia già uso intenso di strumenti software per l'analisi e la progettazione dei dispositivi, tuttavia rimangono ancora carenti alcuni modelli fisici di importanza strategica. In particolare, gli effetti delle alte temperature come l'instabilità termica e la rottura delle giunzioni in dispositivi di potenza o in circuiti di protezione da scariche elettrostatiche non sono del tutto compresi e mancano di una descrizione fisica accurata. Obiettivo della linea di ricerca sui modelli fisici per la simulazione numerica di dispositivi è quello di colmare tali carenze permettendo lo sviluppo di una metodologia per la progettazione di dispositivi robusti basata sull'uso della simulazione numerica dei dispositivi stessi. La riduzione delle dimensioni dei singoli dispositivi ha inoltre aperto nuovi campi di ricerca nell'ambito dell'applicazione della meccanica quantistica alla teoria dell'informazione. La linea di ricerca sulla computazione quantistica è dedicata all'analisi dell'applicazione di dispositivi nanometrici a stato solido al campo dell'elaborazione quantistica dell'informazione. Attualmente un certo numero di prototipi sperimentali è stato presentato in letteratura. Tuttavia, molti dei sistemi fisici utilizzati non sono a stato solido. Obiettivo della linea di ricerca sulla computazione quantistica è quello di mostrate la realizzabilità di un sistema fisico nanometrico a stato solido per tali applicazioni.