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Unidades de investigación » Ingeniería de circuitos y sistemas micro/nanométricos » Circuitos y sistemas basados en nanodispositivos de carbono

Circuitos y sistemas basados en nanodispositivos de carbono

Contacto:

José M. de la Rosa Utrera

jrosaimse-cnmcsices

Palabras clave: nanotubos de carbono; grafeno; transistores de nanotubos de carbono; transistores de grafeno; circuitos y sistemas nanoelectrónicos

Descripción
La reducción de las tecnologías CMOS a dimensiones nanométricas ha permitido la integración de miles de millones de transistores en un único chip, incrementando sus prestaciones en un gran número de aplicaciones. Sin embargo, las dimensiones de los dispositivos constituyentes de estos chips se están aproximando a escalas atómica, lo que está ocasionando la aparición de fenómenos, principalmente de naturaleza cuántica, que pueden degradar severamente su rendimiento, en términos de funcionalidad, consumo energético y coste del producto fabricado. Todas estas limitaciones físicas han motivado en los últimos años la investigación de materiales y tecnologías alternativas para la fabricación de nanodispositivos y su aplicación al diseño de circuitos integrados. Entre otros nanomateriales y nanodispositos, destacan dos formas alotrópicas del carbono: los nanotubos de carbono o CNT (de 'CarbonNanoTubes') y el grafeno.
A pesar de sus ventajas potenciales sobre el silicio, existen también una serie de limitaciones que han impedido la fabricación a gran escala de chips basados en CNT o en grafeno. Para solventar estos problemas se requiere afrontar una serie de retos tecnológicos y científicos con el fin de implementar chips constituidos por transistores construidos con estos alótropos de carbono.
Esta línea de investigación -iniciada recientemente en nuestro grupo- pretende hacer frente a algunos de estos retos, mediante el desarrollo de un procedimiento de modelado y diseño sistemático de circuitos integrados basados en nanotubos de carbono y grafeno.
Para ello, se abordan principalmente las siguientes actividades:
  • Desarrollo de una metodología sistemática que abarque el diseño de circuitos basados en carbono desde las especificaciones hasta el nivel físico.
  • Diseño de circuitos con CNT y grafeno.
Símbolo y representación física conceptual de dispositivos: (a) CNT-FETs. (b) G-FETs. (c) GNR-FETs

Característica en DC de circuitos inversores realizados con dispositivos CNT/G/GNR-FET y CMOS
Resultados destacados
J.M. de la Rosa, "A Comparative Study of nanoHUB Tools for the Simulation of Carbon-based FETs", Proceeding of the nanoHUB User Conference, West Lafallete, Indiana, USA, 2015 » link
M. Porcel de Soto and J.M. de la Rosa, "Simulation-Based Comparison of CNT-FETs and G-FETs from a Circuit Designer Perspective" Proceeding of the 2015 International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), pp. 105-108, Lisbon, 2015 » doi
S. Rodríguez, A. Rusu and J.M. de la Rosa, "Overview of Carbon-Based Circuits and Systems", Proceeding of the 2015 International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), pp. 2912-2915, Lisbon, Portugal, 2015 » doi
Proyectos y contratos de investigación relacionados con la línea
MARAGDA: Aproximación multinivel al diseño orientado a la fiabilidad de circuitos integrados analógicos y digitales (TEC2013-45638- C3-3-R) » web
IP: Francisco V. Fernández Fernández
Financia: Min. de Economía y Competitividad
Ene 2014 - Dic 2016
TOGHETHER: Dispositivos, circuitos y arquitecturas fiables y de bajo consumo para IoT (TEC2016-75151-C3-3-R)
IP: Francisco V. Fernández Fernández / Rafael Castro López
Financia: Min. de Economía, Industria y Competitividad
Dic 2016 - Dic 2019