Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание инновационной технологии получения новых сверхпроводниковых наноматериалов с конкурентоспособными параметрами для изготовления чиповых криогенных устройств различного функционального назначения.

Докладчик: Гурович Борис Аронович

Должность: директор института

Цель проекта:
Разработка технологии изготовления функциональных сверхпроводниковых наноэлементов: пассивных (резисторов, конденсаторов, элементов индуктивности и сборок на их основе) и активных (джозефсоновских переходов, управляемых полосовых СВЧ-фильтров, однофотонных детекторов с разрешением числа фотонов в коротких оптических импульсах) на основе наноматериалов, отличающейся повышенной производительностью не менее, чем в 4 раза, выходом годного не менее, чем 90% и числом технологических операций не более, чем 15, обеспечивающей создание криоэлектронных устройств с характеристиками превышающими мировые аналоги.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта должны быть:
1. Выбраны и исследованы сверхпроводниковые тонкопленочные наноматериалы, отличающиеся высокой
технологичностью, которые могут быть использованы как базовые для создания криоэлектронных
устройств различного функционального назначения;
2. Разработана технология модификации свойств выбранных сверхпроводниковых наноматериалов
(например, с помощью ионного облучения), позволяющая управляемым образом изменять их
сверхпроводящие характеристики оптимизированные для функциональных устройств различного
назначения;
3. Разработаны технологии изготовления резисторов, конденсаторов и индуктивностей произвольного
номинала, а также сборок на их основе;
4. Выбрана и исследована схема криогенного перестраиваемого полосового фильтра высоких частот,
сконструированного из сверхпроводниковых наноэлементов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей);
5. Разработаны методики изготовления и испытаний лабораторных и экспериментальных образцов
криогенного перестраиваемого полосового фильтра высоких частот, сконструированного из
сверхпроводниковых наноэлементов;
6. Выбрана и исследована схема наноразмерного чувствительного элемента сверхпроводникового ИК-детектора с возможностью разрешения числа фотонов в коротких световых импульсах и изготовлены
экспериментальные образцы с топологией, оптимизированной для достижения требуемых показателей;
7. Выбрана и исследована схема ИК-детектора, интегрированного в наноразмерную линию управления и
передачи полезного сигнала («bias-T») и изготовлены экспериментальные образцы с оптимизированной
топологией;
8. Подана заявка для регистрации РИД на метод создания пассивных наноэлементов для криогенных
цифровых и аналоговых электронных устройств различного функционального назначения;
9. Разработан проект технического задания на ОТР

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Наиболее перспективными направлениями использования научно-технических результатов проекта
являются:
1) Медицинская диагностика – диффузная оптическая томография (нейровизуализация – “bio-imaging”),
позволяющая получать информацию об источнике мозговой активности и о ее динамике по характеру
распространения ИК-излучения через мозговую ткань.
2) Квантовая криптография – передача квантово-криптографического ключа для расшифровки
передаваемой конфиденциальной информации;
3) Военные применения – системы наведения и отслеживания “факела” реактивных двигателей;
4) Космические и астрофизические применения – детектирование ТГц излучения удаленных космических
объектов с использованием интегральных приемников субммилимитрового излучения и детекторов
одиночных фотонов;
5) Научное приборостроение – корреляционные системы детектирования слабых потоков ИК излучения с
возможностью разрешения количества фотонов в ультракоротких импульсных сигналах;

Текущие результаты проекта:
1. Проведен аналитический обзор информационных источников по теме проекта.
2. Проведено теоретическое исследование технологических методов получения традиционных сверхпроводниковых тонкопленочных функциональных наноматериалов в качестве основы для пассивных и активных наноэлементов. Выбрано технологическое решение изготовления функциональных наноматериалов в качестве основы для пассивных и активных наноэлементов.
3. Разработан лабораторный технологический регламент изготовления функциональных наноматериалов в качестве основы для пассивных и активных наноэлементов.
4. Проведены экспериментальные исследования технологичности и выбраны перспективные функциональные наноматериалы для создания на их основе пассивных и активных наноэлементов.
5. Изготовлены экспериментальные образцы функциональных тонкопленочных наноматериалов в качестве основы для пассивных и активных наноэлементов.
6. Проведены исследования экспериментальных образцов функциональных тонкопленочных наноматериалов.
7. Выбран вариант технического решения для создания функциональных пассивных наноэлементов.
8. Выбран оптимальный вариант технического решения при создании детектора нового поколения с разрешением количества фотонов в коротких световых импульсах.
9. Разработана программа и методики исследований электрофизических и оптических свойств функциональных пассивных и активных наноэлементов.
10. Разработаны методические указания на формирование оптического согласования чувствительного элемента однофотонного детектора с разрешением количества фотонов в коротких световых импульсах с излучением.
11. Разработаны методические указания на формирование высокочастотного согласования экспериментальных образцов пассивных и активных наноэлементов с линией передачи.
12. Разработана методика изготовления системы охлаждения экспериментальных образцов пассивных и активных наноэлементов на базе машины замкнутого цикла.
13. Разработана программа и методики исследования перестраивания полосовых фильтров высоких частот.
14. Разработана ЭКД на стенд для проверки и тестирования электрофизических и оптических свойств исследуемых функциональных пассивных и активных наноэлементов при криогенных температурах.
15. Проведены патентные исследования.
16. Разработана методика изготовления экспериментальных образцов пассивных и активных наноэлементов совокупностью методов селективного изменения атомного состава и свойств тонкопленочных материалов.
17. Подготовлено оборудование для производства поверочных и тестовых макетов для экспериментального стенда.
18. Проведена оптимизация выдранной технологии создания сверхпроводящих функциональных наноматериалов применительно к созданию пассивных и активных наноэлементов.
19. Обоснован и выбран оптимальный вариант технического решения при создании перестраиваемого криогенного СВЧ-фильтра высоких частот и джозефсоновского перехода.
20. Разработка технологической комплектации на машину замкнутого цикла для охлаждения пассивных и активных наноэлементов.