Verso un futuro di elettronica post-silicio

Le nanoparticelle in ossido di metallo hanno proprietà elettriche, magnetiche e meccaniche che consentono la produzione di dispositivi trasparenti attraverso la deposizione a pattern su substrati flessibili a basse temperature. Ecco perché riscuotono un’attenzione diffusa come tecnologia trainante per l’elettronica della prossima generazione.

Per sbloccare il loro pieno potenziale, i ricercatori hanno adottato un approccio olistico all’interno del progetto ORAMA (“Oxide materials towards a matured post-silicon electronics era”), finanziato dall’UE. Il lavoro di ricerca sperimentale sulla sintesi dei materiali di ossido adatti all’elettronica dei visualizzatori e alla rilevazione chimica è supportata dalla modellazione delle proprietà del materiale.

La sintesi del materiale si concentra sugli ossidi dei semiconduttori attivi e sugli ossidi passivi conducenti, trasparenti con strutture binarie, ternarie e quaternarie. Il test delle proprietà elettriche di materiale di ossido è condotto utilizzando tecniche affermate unitamente al metodo dei quattro coefficienti (M4C).

M4C si basa su misurazioni di tutti i coefficienti relativi agli effetti del trasporto termo-magnetico dei campioni sottoposti a test – ovvero resistività, coefficienti di Hall, Seebeck e Nernst. Sviluppato nel corso del progetto, questo nuovo metodo consente la caratterizzazione degli ossidi di metallo con le caratteristiche di trasporto al di sotto del livello di rumore di Johnson.

I nuovi materiali di ossido hanno un’ampia gamma di applicazioni. Il lavoro di ricerca ORAMA, tuttavia, è incentrato su touch screen con una serie di diodi organici a emissione di luce e nuovi concetti di illuminazione e rilevazione che sono di interesse per il settore automotive. In collaborazione sono stati sviluppati tre prototipi per dimostrare in quale modo il materiale appena sviluppato può essere utilizzato su prodotti specifici.

Nelle prime fasi del progetto, è stato sviluppato un display a matrice attiva su un sensore di pressione flessibile per acquisire l’input dal conducente e fornire feedback. Un secondo prototipo dimostra la possibilità di integrare l’illuminazione nei rivestimenti funzionali delle finestre. In ultimo un sensore di tipo p per monitorare la qualità dell’aria nella cabina opera a temperature più basse rispetto ai sensori attualmente disponibili sul mercato.

ORAMA trae vantaggio dalle competenze degli istituti europei per la ricerca e lo sviluppo leader e le industrie membri del consorzio. La ricerca continua li aiuta ad identificare il potenziale contenuto nelle nanoparticelle di ossido di metallo. D’altro canto, i risultati del progetto aiuteranno a “mostrare e spiegare” i diversi vantaggi ad una comunità più ampia.