Settore di ricerca

Le attività riguardano materiali, processi e dispositivi destinati alla conversione e alla gestione dell’energia, alle telecomunicazioni, ai trasporti, all’elettronica e alle applicazioni aerospaziali.

Accanto al silicio, la ricerca si concentra su semiconduttori ad ampia banda proibita, tra cui carburo di silicio, nitruro di gallio e diamante, e su materiali avanzati come arseniuro di gallio, grafene e materiali bidimensionali. Questi materiali consentono di realizzare dispositivi capaci di operare ad alte potenze, alte frequenze e in condizioni ambientali severe, caratterizzate, ad esempio, da temperature elevate o radiazioni.

Le principali attività comprendono:

• crescita epitassiale di materiali 4H-SiC e 3C-SiC per dispositivi di potenza e per altre applicazioni;
• sviluppo e caratterizzazione di processi e dispositivi innovativi in SiC e GaN;
• studio delle interfacce tra semiconduttori, metalli e materiali dielettrici;
• processi di drogaggio selettivo, impiantazione ionica e trattamenti termici avanzati;
• sviluppo di transistor e dispositivi ad alta potenza e alta frequenza;
• componenti per microonde e onde millimetriche, tra cui filtri, oscillatori, antenne, sensori elettromagnetici e sistemi interferometrici;
• integrazione di materiali bidimensionali con semiconduttori ad ampia banda proibita per applicazioni in radiofrequenza.

Le ricerche sono sviluppate nelle sedi dell’Istituto coinvolte, anche in collaborazione con università, enti di ricerca e imprese del settore dei semiconduttori.

L’elettronica stampata utilizza processi derivati dalle tecniche di stampa tradizionali, come la serigrafia e la stampa a getto d’inchiostro, insieme a inchiostri funzionali per la realizzazione di componenti e circuiti elettronici. Questi processi consentono di produrre connettori, resistori, sensori e transistor su substrati flessibili, tra cui plastica, tessuti e carta. I dispositivi ottenuti sono sottili, leggeri e flessibili e possono essere realizzati su larga area e in grandi volumi.

Le attività comprendono anche dispositivi basati su film sottili di silicio policristallino e lo sviluppo di materiali ultrasottili e bidimensionali, tra cui ossidi conduttivi trasparenti, grafene e dicalcogenuri dei metalli di transizione. Le ricerche riguardano materiali, tecnologie e dispositivi per applicazioni nei settori della salute, dell’elettronica di consumo, della mobilità, dell’energia e delle comunicazioni.

Le attività di ricerca riguardano materiali, processi e dispositivi per la logica, la memoria e l’elaborazione dell’informazione, con particolare attenzione alla riduzione dei consumi, alla miniaturizzazione e allo sviluppo di nuove funzionalità.

La ricerca comprende dispositivi logici, memorie non volatili, materiali e dielettrici avanzati per tecnologie CMOS, dispositivi spintronici e sistemi memristivi. Particolare attenzione è dedicata anche a nuovi paradigmi di calcolo, tra cui la computazione neuromorfica, studiati per superare alcuni limiti delle architetture tradizionali di tipo von Neumann.

Le attività integrano progettazione, modellazione, tecnologie di fabbricazione e metodi avanzati di caratterizzazione e sono sviluppate nell’ambito di collaborazioni con università, enti di ricerca e imprese.

Le principali linee comprendono:

• memorie resistive e altri dispositivi per l’archiviazione non volatile;
• dispositivi a basso consumo basati su materiali e strutture avanzate;
• dielettrici e materiali funzionali per dispositivi logici e di memoria;
• sistemi spintronici;
• memristori e dispositivi per il calcolo neuromorfico;
• modellazione e simulazione di materiali, processi e dispositivi.