2017-09-20

Övre bilden: (a) En bild på en vertikal nanotråd tagen med i ett svepelekronmikroskop. (b) Samman bild som i figur (a) fast nu är de olika segmenten färgade. Varje segment är gjord av ett annat halvledarmaterial. Den streckade kvadraten visar regionen där tunnlingen sker. (c) En schematisk bild av en färdig tunneltransistor.

Nedre bilden: Dr. Elvedin Memisevics. Avhandlingen ”Vertical III-V Nanowire Tunnel Field-Effect Transistor” kan laddas ned från portal.research.lu.se.

Traditionella transistorer är platta, tillverkade av halvledarmaterialet kisel och blir mycket varma. Dessutom kan de inte göras mycket mindre utan att kortslutas – en viktig förklaring till att Moores lag om kontinuerligt ökande prestanda ser vägs ände. Doktorsavhandlingen som Elvedin Memisevic lade fram den 14 september 2017 utmanar de traditionella transistorerna på flera fronter. I korthet går strategin ut på att ersätta kiseln med andra halvledarmaterial som har bättre ledningsegenskaper. Dessa material framställs i form av vertikala nanotrådar, vilket innebär att transistorerna är tredimensionella.

Materialen som ersätter kisel leder till att man kan använda lägre drivspänningar vilket minskar temperaturen, men också att man kan få snabbare omslag mellan på och av, eller ettor och nollor. Nedskalningen i sig ökar dessutom hastigheten eftersom avstånden blir mindre. Begreppet för dagen är tunneltransistorer. – Arbetet har pågått länge, men nu kan vi för första gången någonsin tillverka tunneltransistorer med en prestanda som kan jämföras med den hos dagens traditionella transistorer, kommenterar Dr. Elvedin Memisevic. Det är ett viktigt steg för att tunneltransistorn ska gå från att vara den lovande kandidaten till den trovärdiga ersättaren, kommenterar, Elvedin Memisevic,

Varför kallas det för tunneltransistorer?
– I tunneltransistorn används en kvantmekanisk effekt kallat kvantmekanisk tunnling. Eftersom det är ett kvantmekaniskt fenomen finns det tyvärr inte något intuitivt sätt att förstå den. Men just att den existerar tillåter oss att tillverka denna typ av transistorer. För en traditionell transistor är samma effekt av ondo eftersom det begränsar hur mycket de kan skalas ned, säger han.

Elvedin föddes i dagens Bosnien och Hercegovina och kom till Sverige som 9-åring 1992.Utbildningsbakgrunden ligger inom civilingenjörsprogrammet Teknisk nanovetenskap på LTH, Lunds universitet, som avslutades med ett examensarbete inom nanoelektronikgruppen på EIT vid LTH.
 – Jag lärde mig väldigt mycket av examensarbetet. Men jag insåg också att det fanns mycket mer jag inte kunde så det enda alternativet var att fortsätta vidare. Det som jag tycker är mest fascinerande med min forskning är att transistorerna som jag jobbar med kombinerar flera intressanta teknologier, säger Elvedin.

Kan du nämna höjdpunkt under doktorandutbildningen?
– Jag skulle säga att det roligaste, men även det mest nervösa ögonblicket, var när jag och några kollegor åkte till konferensen International Electron Devices Meeting i San Francisco 2016. Konferensen är en av de största vi har i vårt fält. Det som presenteras där får mycket uppmärksamhet och i vårt fall valdes resultaten från Lund ut som en av höjdpunkterna för konferensen, kommenterar Elvedin. Läs om arbetet på: www.lu.se/article/tre-ganger-mer-energisnalt-och-battre-prestanda

Vad har du för planer för framtiden?
– Som doktorand har jag lärt mig väldigt mycket, dock även nu ser jag att det är väldigt mycket jag inte kan. Forskningen som man bedriver som doktorand är väldigt specifik så mest naturliga steget är att försöka hitta sätt att bredda kompetensen. Det kan antingen vara att man går till en annan forskningsgrupp inom akademin eller söker sig till industrin. Vad det blir vet jag inte för tillfället, säger Dr Elvedin Memisevic.

Text: Jonas Wisbrant