Opportunita' per Studenti
                           Opportunity for Students

       Dipartimento di   Fisica/Department of Physics

   Opportunita'/Opportunity:

Tesi Esterna Magistrale/Master External Thesis

CNR-IMM, sede Agrate
via C.Olivetti, 2 - 20864 Agrate Brianza (MB)

Simulazione e design da principi primi di materiali topologici per nano-dispositivi spintronici

Titolo della tesi :

Simulazione e design da principi primi di materiali topologici per nano-dispositivi spintronici

La recente scoperta dei semi-metalli di Weyl, stato quantistico della materia che presenta nel volume (bulk) dei portatori di carica ad alta mobilità e sulla superficie gli archi di Fermi, ha allargato la famiglia di materiali topologici che include i semimetalli di Dirac e gli isolanti topologici. Questi materiali promettono di rivoluzionare l’industria elettronica a medio periodo data la presenza di stati elettronici topologicamente protetti, ad alta mobilitá causati dai portatori presenti nei cosiddetti coni di Dirac, annullando la resistenza causata dal disordine atomico, poiché la topologia protegge questi stati elettronici dalla diffusione con impurezze non magnetiche, permettendo di realizzare memorie e logiche quantistiche topologicamente protette, che uniscono al basso consumo energetico una elevata miniaturizzazione permessa dalla robustezza delle proprietá topologiche. Nel progetto di tesi verranno studiati i meccanismi microscopici che determinano le proprietá topologiche di questi nuovi materiali e come é possibile modificarli per l’ impiego di composti topologici in dispositivi di nuova generazione.

Obbiettivo della tesi é la simulazione mediante density functional theory di proprietá elettroniche, strutturali o magnetiche di: a) nuovi materiali topologici e loro integrazione con composti semiconduttori, compatibili con gli attuali processi industriali oppure b) proprietá elettroniche e topologiche di nano-strutture e sistemi a ridotta dimensionalitá. La tesi é da svolgersi presso il laboratorio del CNR, Istituto per la Microeletronica e Micrositemi (IMM), sito ad Agrate Brianza. Il laboratorio offre la possibilitá di svolgere l’ attivitá di tesi combinando esperienza accademica di eccellenza con la possibilitá di entrare in contatto con partner industriali e accademici internazionali. In un ambiente che privilegia anzitutto le ricerche innovative, gli studenti hanno la possibilitá di apprendere ed utilizzare avanzate tecniche di calcolo da principi primi ed accedere a risorse computazionali fornite da centri nazionali di supercalcolo, per eseguire la simulazione di nuovi materiali di interesse per la nano-eletronica e l’elettronica di spin.

Per informazioni, contattare il responsabile del progetto di ricerca: A. Debernardi, e-mail: alberto.debernardi@mdm.imm.cnr.it