Проект продлится до 2020 года и получил финансирование ЕС в размере 3,9 млн евро. Из-за множества перспективных приложений, которые могут быть получены с помощью этой новой технологии, проект привлек две крупные компании — Thales из Франции и швейцарское отделение IBM Research, а также другие университеты, включая Max-Planck- Gesellschaft в Германии и Кембриджский университет в Великобритании. Gesellschaft fur Angewandte Mikro- und Optoelektronik (AMO GmbH), дочерняя компания Ахенского университета в Германии, также принимает участие в исследовании.
Ученые давно знают об электронных свойствах VO2, но не могут объяснить их, пока не узнают. Оказывается, его атомная структура изменяется при повышении температуры, переходя от кристаллической структуры при комнатной температуре к металлической при температурах выше 68 ° C. И этот переход происходит менее чем за наносекунду — реальное преимущество для электронных приложений. «VO2 также чувствителен к другим факторам, которые могут вызвать его смену фазы, например, при подаче электроэнергии, оптически или путем применения импульса терагерцового излучения», — говорит Адриан Ионеску, профессор EPFL, возглавляющий школьную лабораторию наноэлектронных устройств (Nanolab ), а также выступает в качестве координатора проекта переключения фаз.
Задача: достижение более высоких температурОднако раскрыть весь потенциал VO2 всегда было непросто, потому что его переходная температура 68 ° C слишком мала для современных электронных устройств, в которых схемы должны безупречно работать при 100 ° C. Но два исследователя EPFL — Ионеску из Школы инженерии (STI) и Андреас Шулер из Школы архитектуры, гражданского строительства и окружающей среды (ENAC) — возможно, нашли решение этой проблемы, согласно их совместному исследованию, опубликованному в Applied Physics Letters в июле 2017 года. Они обнаружили, что добавление германия к пленке VO2 может поднять температуру фазового перехода материала до более чем 100 ° C.Еще более интересные результаты Nanolab — особенно для радиочастотных приложений — были опубликованы в IEEE Access 2 февраля 2018 года.
Впервые ученые смогли создать сверхкомпактные модулируемые частотные фильтры. В их технологии также используются VO2 и переключатели с изменением фазы, и они особенно эффективны в диапазоне частот, который имеет решающее значение для систем космической связи (диапазон Ka с программируемой частотной модуляцией между 28,2 и 35 ГГц).
Нейроморфные процессоры и автономные транспортные средстваЭти многообещающие открытия, вероятно, подтолкнут к дальнейшим исследованиям в области применения VO2 в электронных устройствах со сверхмалым энергопотреблением.
Помимо космической связи, другие области могут включать нейроморфные вычисления и высокочастотные радары для беспилотных автомобилей.