Создание наноразмерных гетероструктур на основе оксидов переходных металлов, реализующих эффекты энергонезависимой памяти, электрического переключения и фотоэффекта, с использованием электронной, фотонной и плазменной модификации свойств вещества

Составлен отчет о НИР, в котором приведен анализ научно-технической литературы, а также проведено патентное исследование.
В ходе проведения анализа научно-технической литературы были изучены порядка 1000 работ опубликованных как в российских, так и зарубежных реферируемых журналах с 1970 по 2007 год. Поиск проводился с использованием современных электронных баз данных, с возможностью полнотекстового доступа, предоставленного Королевским технологическим институтом (KTH, Стокгольм, www.kth.se).
Это в свою очередь позволило провести наиболее полный анализ существующих разработок в области энергонезависимой памяти, фотоэлементов, элементов с гетеропереходами, а также сделать обзор по неорганическим резистам.
По теме “Создание энергонезависимого элемента памяти на основе структуры Si-SiO2-VOx-Au с возможностью сверхплотной записи информации” сделаны следующие заключения.
Наиболее близким аналогом изучаемой нами структуры p+-Si-SiO2-VOx-Au является структура на основе p+-Si-SiO2-SnO2-металл, с туннельно-тонким SiO2. В нашей структуре скачек проводимости при переключении на несколько порядков больше. Маленький ток в закрытом состоянии 10-9-10-10 А может дать значительный вклад в уменьшение энергопотребления элемента при считывании. По данному параметру p+-Si-SiO2-VOx-Au структура имеет преимущество над многими рассмотренными в обзоре элементами памяти. Схема структуры позволяет изготовить ее в наномасштабе, тем самым значительно повысит плотность записи. Таким образом, предварительный анализ показывает, что структура p+-Si-SiO2-VOx-Au является новым и перспективным объектом исследования.
По теме “ Создание фотогальванического элемента на основе структуры Si–NiO” сделаны следующие заключения.
Фотоэлемент на основе структуры n-Si – NiO, с промежуточным слоем силицида никеля, является новым и перспективным объектом исследования. Параметры объекта находятся на уровне параметров основных современных типов фотогальванических элементов, кроме того, сравнительно дешевая и простая технология изготовления позволяет объекту быть конкурентоспособным в области производства солнечных элементов.
По теме “Создание элемента с несимметричной вольтамперной характеристикой на основе гетероструктуры Si-VO2-Металл” сделаны следующие заключения.
Аналогов обнаруженных нами эффектов нет, ни в одной из опубликованных работ. Несимметричная ВАХ тиристорного типа гетероперехода Si/VOx может иметь приложения в микро- и наноэлектронике, а также является новым и перспективным объектом исследования. Также остаются актуальными работы по дальнейшему изучению эффекта памяти в этих структурах.
  По теме “ Разработка методов электронно-лучевой, плазменной и лазерной (UV) модификации сложных оксидов для последующего литографического процесса и управляемого селективного роста” сделаны следующие заключения.
Факт того, что аморфные пленки оксидов переходных металлов могут модифицироваться под действием различного рода облучений не является новым, хотя по-прежнему остается актуальной и неизученной, например, электроннолучевая модификация аморфного V2O5. Перспективным направлением в данной области может являться изучение режимов получения данных оксидов для получения максимальной чувствительности и разрешения, достижения наномасштабов, а также использования литографии для получения функциональных устройств на основе тех же оксидов.
Патентные исследования выявили существующие прототипы для всех изучаемых объектов, кроме объекта - фотодетектор с динамическим электрическим переключением на основе гетероструктуры Si-VO2-Металл.

В ходе выполнения 2-го этапа работы по государственному контракту было проведено планирование: изготовления и исследования образцов элементов памяти на основе Si-SiO2-VOx-Au структуры; изготовления и исследования образцов фотогальванических элементов на основе структуры Si–NiO; изготовления и исследования образцов элементов с несимметричной вольт-амперной характеристикой на основе гетероструктуры Si-VO2-Металл; изготовления и исследования модификации сложных оксидов. Приведен перечень закупленного нового оборудования, перечень доступного оборудования на территории КТИ, а также план по его использованию. Составлен список функций программного обеспечения для автоматизированных систем сбора данных.

Патентные исследования не выявили дополнительных, к результатам 1 – го этапа, прототипов для всех изучаемых объектов.

В ходе выполнения 3-го этапа работы по государственному контракту было проведено: изготовление и исследование образцов элементов памяти на основе Si-SiO2-VOx-Au структуры; изготовление и исследование образцов фотогальванических элементов на основе структуры Si–NiO; изготовление и исследование образцов элементов с несимметричной вольт-амперной характеристикой на основе гетероструктуры Si-VO2-Металл; изготовление и исследование модификации сложных оксидов. Приведен перечень закупленного нового оборудования, перечень созданных новых стендов. Составлен список созданного программного обеспечения для автоматизированных систем сбора данных, приведен пример программы.
В результате проведенных патентных исследований не было выявлено ни одного патента, соответствующего заявленной тематике, для дополнения к ранее представленному списку патентов

В ходе выполнения 4-го этапа работы по государственному контракту было выполнено обобщение результатов предыдущих этапов работ по: созданию энергонезависимого элемента памяти на основе структуры Si SiO2 VOx Au с возможностью сверхплотной записи информации; созданию фотогальванического элемента на основе структуры Si NiO; созданию элемента с несимметричной вольт-амперной характеристикой на основе гетероструктуры Si VO2 Металл; разработке методов электронно-лучевой, плазменной и лазерной (UV) модификации сложных оксидов для последующего литографического процесса и управляемого селективного роста. Составлена ведомость соответствия результатов НИР требованиям технического задания. Представлен перечень требований к техническому заданию на ОКР. Проведена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг, а также разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР.