Массивы энергоэффективных нанопереключателей с фазовым переходом полупроводник-металл для биогибридных и нейроморфных систем

Проект направлен на дальнейшее развитие оригинального подхода к формированию энергоэффективных нанопереключателей и их массивов на основе двуокиси ванадия (VO2) – сильно коррелированного материала с фазовым переходом полупроводник-металл. К настоящему времени отдельные резистивные нанопереключатели, изготовленные разработанной нами технологией, позволили установить рекорды по энергоэффективности, долговечности и быстродействию. Целью проекта является дальнейшее улучшение рабочих характеристик нанопереключателей и разработка технологии формирования массивов нанопереключателей на основе VO2 и гетероструктур V2O5/VO2 для биогибридных и нейроморфных систем. Основной задачей проекта является формирование и исследование массивов нанопереключателей, представляющих собой нанокристалл VO2 с двумя внедренными Si наноконтактами - наноиглами. Именно такая структура позволит формировать токовый филамент внутри кристалла, и предельно уменьшить энергию его формирования и напряжение переключения, меньше, чем потенциал действия нейронов, возникающий при передаче импульсных сигналов между нейронами. Конечной задачей проекта является формирование нейроморфной системы и биогибридных структур с использованием массивов энергоэффективных нанопереключателей. При разработке методов формирования массивов нанопереключателей предлагается объединить и использовать достоинства хорошо развитой кремниевой технологии, с применением методов импринт-литографии, глубокого реактивного ионного травления, каталитического травления для формирования Si наноконтактов-наноигл и технологии селективного синтеза нанокристаллов оксидов металлов на вершинах наноигл, а также синтеза сверхтонких пленок (VO2, V2O5, HfO2), методами МОCVD, ALD.