Prof. Dr. Alfredo Pasquarello

Prof. Dr. Alfredo Pasquarello Full Professor

Alfredo Pasquarello effectue ses études en physique à l'Ecole normale supérieure de Pise et à l'Université de Pise et obtient leurs diplômes respectifs en 1986. Il obtient le titre de Docteur ès sciences à l'EPFL en 1991 avec une thèse portant sur les transitions à plusieurs photons dans les solides. Ensuite, il effectue des recherches post-doctorales aux Laboratoires Bell (Murray Hill, New Jersey) sur les propriétés magnétiques des fullerènes de carbone. En 1993, il rejoint l'Institut romand de recherche numérique en physique des matériaux (IRRMA), où sa recherche porte sur des méthodes de simulation ab initio. En 1998, le Prix Latsis de l'EPFL lui est decerné pour son travail de recherche portant sur les matériaux à base de silice désordonnée. Bénéficiant de plusieurs subsides du Fonds National, il constitue ensuite sa propre équipe de recherche à l'IRRMA. En juillet 2003, il est nommé Professeur en Physique théorique de la matière condensée à l'EPFL. Actuellement, il dirige la Chaire de simulation à l'échelle atomique.

 

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Sciences Naturelles et de l'Ingénieur

Atomic-Scale Investigation of the Defect Levels at Ge and III-V Interfaces

Prof. Dr. Alfredo Pasquarello
Full Professor
30 August 2011

High mobility materials such as Ge and GaAs (or InGaAs) are presently being investigated as possible solutions for addressing the post-silicon era in nanoelectronics. However, so far, the interfaces between these semiconductors and suitable gate-oxides show excessive amounts of defect states, which have resisted straightforward passivation techniques. In this project, a first-principles simulation study is proposed to identify the origin and the nature of the defects associated to the observed defect levels. The study rests on structural generation techniques based on ab initio molecular dynamics and on hybrid functional methods, thereby allowing for a meaningful comparison with experimental data for band alignments and defect energy levels. This study encompasses the generation of several atomistic models of interfaces, involving either Ge and III-V materials as semiconductor and disordered Al2O3 or HfO2 as gate oxides. Particular attention will be devoted to defects revealed by the ab initio molecular dynamics simulations, but specific ad-hoc created defect structures will also be considered in order to understand the effect of standard passivation schemes based on, e.g. H, S, or Se. The present project targets the comprehensive understanding of typical defects occurring at these interfaces, an ineluctable step for allowing the transition to the post-silicon era in nanoelectronics.