Introdução à eletromigração controlada em materiais cerâmicos: uma revisão bibliográfica

dc.contributor.advisor1Motta, Maycon
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8340540626164812
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5494-7705
dc.contributor.authorPiazzi, Gabriel
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7711406174484567
dc.date.accessioned2026-10-07T13:27:59Z
dc.date.issued2026-09-21
dc.description.abstractElectromigration became established in the early days of microelectronics as a failure mechanism in metallic interconnects, but electrically driven mass transport can also be employed to enable controlled post-fabrication modification of devices. This work presents a literature review of the historical development, physical foundations, and controlled use of electromigration, with emphasis on ceramic materials, particularly complex oxides, with a primary focus on YBa2Cu3O7−δ (YBCO). It is organized into four thematic areas: classical studies of metals, mass-flux and reliability models, fabrication and control techniques, and studies of oxygen migration in functional oxides. In metals, the discussion addresses how effective force, Joule heating, microstructure, flux divergence, and mechanical stresses lead to the formation of voids and hillocks, which are classical outcomes of electromigration. In ceramics, the analysis is extended through electrochemical potential and defect chemistry, since the displacement of ions and vacancies alters stoichiometry, oxidation states, and electronic properties. YBCO is adopted as the central case because oxygen occupancy and ordering in the CuO chains regulate hole doping in the CuO2 planes, allowing its resistance and superconducting critical temperature to be modified. The fabrication of constrictions and nanogaps, resistance- or conductance-based feedback, electropulsing, and polarity reversal are also examined as strategies for controlling electromigration. Taken together, the literature review and analyses conducted show that the same mass transport process that limits interconnect reliability can, when controlled, be employed as a nanofabrication technique for defect nanoengineering and the localized tuning of material and device properties.eng
dc.description.resumoA eletromigração foi consolidada nos primórdios da microeletrônica como mecanismo de falha de interconexões metálicas, mas o transporte de matéria estimulado eletricamente também pode ser empregado para modificar dispositivos depois da sua fabricação. Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica da evolução histórica, dos fundamentos físicos e do uso de forma controlada da eletromigração, com ênfase em materiais cerâmicos, particularmente em óxidos complexos, com destaque para o YBa2Cu3O7−δ (YBCO). A revisão da literatura foi organizada em quatro núcleos: estudos clássicos de metais, modelos de fluxo e confiabilidade, técnicas de fabricação e controle, além da apresentação de trabalhos sobre migração de oxigênio em óxidos funcionais. Em metais, discute-se como força efetiva, aquecimento Joule, microestrutura, divergência de fluxo e tensões mecânicas levam à formação de vazios e protuberâncias, resultados clássicos da eletromigração. Em cerâmicas, a análise é ampliada pelo potencial eletroquímico e pela chamada química de defeitos, pois o deslocamento de íons e vacâncias altera a estequiometria, os estados de oxidação e as propriedades eletrônicas. O YBCO, um supercondutor dito de alta temperatura crítica, é adotado como caso central porque a ocupação e a ordenação do oxigênio nas cadeias de CuO regulam a dopagem por buracos dos planos de CuO2, permitindo modificar sua resistência e temperatura crítica supercondutora. Também são examinadas, no Anexo A, a fabricação de constrições e nanogaps, a retroalimentação baseada em resistência ou condutância, a eletropulsação e a reversão de polaridade, como formas de controle da eletromigração. Em conjunto, as revisões e análises realizadas mostram que o mesmo transporte de matéria que limita a confiabilidade de interconexões pode, quando controlado, ser empregado como técnica de nanofabricação voltada à nanoengenharia de defeitos e ao ajuste localizado das propriedades de materiais e dispositivos.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24799
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseEngenharia Física - EFi
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectEletromigraçãopor
dc.subjectElectromigrationeng
dc.subjectSupercondutividadepor
dc.subjectSuperconductivityeng
dc.subjectYBCOpor
dc.subjectVacâncias de oxigêniopor
dc.subjectOxygen vacancieseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::SUPERCONDUTIVIDADE
dc.subject.ods4. Educação de Qualidade
dc.subject.ods7. Energia limpa e acessível
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleIntrodução à eletromigração controlada em materiais cerâmicos: uma revisão bibliográficapor
dc.title.alternativeIntroduction to controlled electromigration in ceramic materials: a literature revieweng
dc.typeTCC

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