Erfolgreiche Promotion: Dr. Luis Azevedo Antunes überzeugt mit bahnbrechender Forschung

Wir gratulieren Dr. Luis Azevedo Antunes herzlich zum erfolgreichen Abschluss seiner Promotion!

In seiner Dissertation mit dem Titel „From Defect Physics to Reliable Ferroelectric Hafnium Oxide Films through First-Principles Optimization“ hat er den Einfluss von kristallinen Defekten und Sauerstofffehlstellen auf die Materialeigenschaften ferroelektrischer HfO₂-Halbleiterschichten untersucht. Seine Forschungen bieten entscheidende Einblicke für die Weiterentwicklung in der Datenspeicherung und im neuromorphen Computing.

Potenzial für Energiesparen in der Halbleitertechnologie

Ferroelektrische Materialien wie dotiertes Hafniumoxid bergen großes Potenzial, um in elektronischen Geräten bedeutende Energiemengen zu sparen. Sie könnten die aktuellen DRAM-Speicher durch effizientere NVDRAMs ersetzen und herkömmliche Grafikkarten durch leistungsfähige, trainierbare NVM-Arrays für Neuromorphic Computing ablösen. Mehr über die Geschichte dieser Entdeckung in Dresden können Sie hier erfahren.

Herausforderungen bei Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Eine der zentralen Herausforderungen bleibt die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Devices, an die extreme Anforderungen gestellt werden. Sauerstofffehlstellen im Metalloxid stellen hierbei ein signifikantes Problem dar, da sie elektrische Ladungen aufnehmen und durch Diffusion unerwünschte Veränderungen im Device hervorrufen können. Dies kann im schlimmsten Fall zum Versagen führen.

Forschung an der Universität Paris-Saclay und SuperMUC

Luis Azevedo Antunes arbeitete intensiv an der Messung und Simulation von Sauerstofffehlstellen. Während eines sechsmonatigen Aufenthalts an der Universität Paris-Saclay, einer Partnerinstitution im CHIPS of Europe Projekt, nutzte er Messmethoden wie die Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES), um Fehlstellen in HfO₂-Schichten zu analysieren.

Auf der Simulationsseite setzte er umfangreiche Computerexperimente am SuperMUC in Garching ein, um Diffusionsvorgänge zu untersuchen und geeignete Dotierstoffe zu identifizieren. Die gefundenen Diffusionskoeffizienten und bevorzugten Ladungen hat er in einen Kinetischen Monte Carlo Simulator eingebaut, in dem Devices repräsentiert werden, und welcher eine Eigenentwicklung des Labors für Modellbildung und Simulation (Arbeitsgruppe Prof. Kersch) ist.

Veröffentlichungen und akademische Erfolge

Die Ergebnisse von Luis' Forschungen wurden in renommierten Journals wie wie Advanced Materials Interfaces, Advanced Functional Materials, Applied Physics Letters, Journal of Applied Physics und pss rapid research letters veröffentlicht.

Er hat den Bachelor Physikalische Technik und den Master Mikro- und Nanotechnik bei uns studiert und promovierte seit 2021 unter Prof. Dr. Alfred Kersch in Kooperation mit Prof. Dr. Thomas Mikolajick von der TU Dresden. Für seine Masterarbeit erhielt er in 2022 den Georg-Simon-Ohm-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft verliehen und er erlangte 2024 den 2. Platz im Merck-Innovation-Award, ein Preis, der dazu dient, herausragende wisenschaftliche Innovationen und Pionierarbeit in den Bereichen Life Science, Healthcare und Performance Materials zu fördern und zu würdigen.

Luis Azevedo Antunes‘ Arbeiten sind zu beachtende Beiträge zur Weiterentwicklung der Materialwissenschaft und versprechen, die Art und Weise, wie wir Speichertechnologien gestalten, nachhaltig zu verändern.

Herzlichen Glückwunsch Luis!