Регистрация / Вход
Прислать материал

Фотоника и спинтроника низкоразмерных конденсированных србд; для
информационных технологий

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
11,5 млн
Внебюджетные средства
3,7 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Игнатьев Иван Владимирович

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.11.2009
Определение толщины «мертвого» слоя для экси-
тонов в квантовых ямах по результатам сопостав-
ления данных микроэлектронного анализа и опти-
ческой спектроскопии.
Определение колебательных частот изомеров и энер-
гий изомеризации в системах с изомерией связывания
и выяснение факторов, влияющих на эти параметры
Проведение неэмпирических квантовохимических
расчетов электронной структуры полупроводни-
ковых нанокластеров методами стационарной, огра-
ниченной по спину теории функционала плотности.
Разработка программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс.
Изучение роли водородной • связи в образовании
гомосопряженных комплексов органических молекул
и возникновении долгоживущих электронно-возбуж-
денных состояний. Разработка метода квантово-
химического предсказания рКа различных соеди-
нений на основе моделей с учетом водородных
связей. Исследование процессов переноса энергии
обменно-резонансного типа в поликристаллах
органических соединений разной структуры.
Развернуть
2
01.01.2010 - 31.05.2010
1. Наименование разрабатываемой продукции
- Физические модели динамических процессов в спиновых и экситонных системах низкоразмерных конденсированных сред, ориентированных на использование в принципиально новых информационных системах,
- Научные статьи, содержащие результаты НИР, в высокорейтинговых научных журналах,
- Доклады, содержащие результаты НИР, на престижных международных и отечественных конференциях,
- Отчет о НИР, содержащий обоснование развиваемого направления исследований, изложение методик проведения исследований, а также описание полученных результатов.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции (не более 2 стр.)
2.1. На 2 этапе, в соответствии с требованиями задания, получены следующие результаты:
Детально прослежено поведение спектров отражения от толстого слоя GaAs в продольном магнитном поле в двух ортогональных циркулярных поляризациях. Построены полевые зависимости Зеемановского расщепления, и определены значения g-фактора для каждой поляритонной моды. Установлено, что величина Зеемановского расщепления аномально резко возрастает с ростом номера уровня квантования. Обнаружено, что кроме спектральных осцилляций, связанных с поляритонными модами, в спектрах отражения наблюдаются особенности, связанные с уровнями Ландау свободных носителей.
Развита теоретическая модель, описывающая поведение экситонных поляритонов в широкой квантовой яме для структур с симметрией цинковой обманки при наличии поперечного магнитного поля (геометрия Фогта). По результатам количественных расчетов определены характерные параметры поляритонных состояний структур с квантовой ямой на основе CdTe/ZnCdTe.
Изучено влияния совместной адсорбции CO2, SO2 и SO3 на электроноакцепторные свойства поверхности оксидов кальция и циркония по ИК- спектрам СО, адсорбированного при 77К. Проведен поиск проявлений изомерии связывания СО на поверхности упомянутых оксидов и ионов CN- на оксидах титана, цинка и магния. Подробно изучена температурная зависимость спектров HCN, адсорбированного на TiO2 и с использованием изотопного замещения установлена структура поверхностных соединений.
Разработана концепция моделирования структурных и точечных дефектов полупроводниковых материалов на основе обширной серии расчетов методом ТФП кластеров Ti8O15 с кислородными вакансиями и кластеров, допированных донорами и акцепторами электронов. Хорошее согласие результатов расчета и эксперимента позволяет надеяться, что развиваемый подход позволит адекватно воспроизводить электронную структуру квантовых точек полупроводниковых систем.
Исследованы спектрально-люминесцентные свойства оксида кремния с нанесенными квантовыми точками (КТ) CdSe и нанокристаллами фталоцианинов. Обнаружено, что в зависимости от окружения перенос энергии между КТ CdSe и Al-тетрасульфофталоцианином на оксидной поверхности может протекать по разным механизмам - статическому или по механизму FRET. Исследован внешний эффект тяжелого атома на константы скоростей индуктивно-резонансного и обменно-резонансного переносов энергии в нанокристаллах соединений, содержащих один и два атома брома.
Изучен внутренний эффект тяжелого атома на константы скоростей интерконверсии в молекулах, содержащих атомы хлора, брома и йода. Определены три главных группы состояний, вызывающих увеличение скорости интерковерсии: локализованное на тяжелом атоме, состояние межмолекулярного переноса заряда и делокализованное состояние, включающее тяжелый атом.
2.2. Исследования выше описанных систем методами, применяемыми в настоящей работе для решения поставленных задач производятся впервые и по данному направлению соответствуют, а в ряде случаев превосходят мировой уровень.
2.3. Особенностью работы на отчетном этапе является стремление сблизить сильно отличающиеся по объектам и методам исследований разные направления поиска, связанные общей задачей получения низкоразмерных конденсированных сред, перспективных для создания и развития новых информационных технологий.
2.4. В соответствии с контрактом на проведение работ по данному проекту, создание охраняемых результатов интеллектуальной деятельности не планировалось. Внеплановые охраняемые результаты интеллектуальной деятельности на данном этапе не создавались.
3. Области и масштабы использования полученных результатов (не более 3 стр.)
3.1. Публикуемые результаты НИР будут использованы специалистами, работающими в области физики и химии гетерогенных систем и наноструктур, разработчиками информационных технологий. Полученные данные найдут применение в лекционных курсах, а также при написании учебно-методических материалов для бакалавров, магистрантов и аспирантов.
3.2. Полученные результаты НИР публикуются в печати, используются в лекционных курсах, при составлении учебно-методических материалов и проведении практических и лабораторных занятий, а также включаются в содержание магистерских, кандидатских и докторских диссертаций, курсовых и выпускных работ бакалавров
3.3. Использование результатов НИР в лекционных курсах, практических и лабораторных занятиях, а также непосредственное участие бакалавров, магистрантов и аспирантов в исследовательской работе позволит повысить квалификацию учащихся и подготовить их к самостоятельной работе с использованием современных физико-химических и нанотехнологических методов. Созданы учебный курс «Прикладная квантовая химия» и специальный лабораторный практикум «Нанодиагностика». Заданные на данный этап индикаторы и показатели достигнуты, а по количеству студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей, принявших участие в работах и закрепленных в сфере науки, образования и высоких технологий, и результаты работы, которых в рамках НИР опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах) значительно превысили запланированные

4. Выводы
Работы, запланированные на данный этап, успешно выполнены как в области НИР, так и внедрения результатов в учебный процесс. Результаты демонстрируют реальность достижения намеченных целей, уточняют детали программы дальнейших действий, и позволяют выбрать наиболее перспективные направления предстоящих исследований. Представляется целесообразным продолжить работу по намеченному плану.
Развернуть
3
01.06.2010 - 15.11.2010
Изучение динамики спиновой ориентации в СаАз
квантовых ямах, находящихся в латерально неодно-
родном электрическом потенциале. Наблюдение долго-
временной памяти дырочного спина в экспериментах
по резонансному усилению спиновой когерентности.
Изучение температурной зависимости спектров СО,
адсорбированного на напыленных пленках щелочно-
галоидных солеи в поисках проявления изомерии
связывания на поверхности солеи щелочных и
щелочноземельных металлов.
Исследование фотокаталитических свойств оксидов,
легированных квантовыми точками СМ8е и
нанокристаллами фталоцианинов.
Моделирование изолированных 1п(1.Х)Оа(Х)Аз- кван-
товых точек методами стационарной, ограниченной
по спину теории функционала плотности с исполь-
зованием градиентно-скорректированных и гибрид-
ных обменно-корреляционных функционалов.
Разработка программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс.
Исследование влияния размерного фактора межмоле-
кулярной водородной связи на возникновение
фосфоресценции при комнатной температуре. Выяв-
ление факторов снимающих запрет на синглет-
триплетное возбуждение молекул, расположенных на
границах поликристаллических фаз.
Развернуть
4
01.01.2011 - 31.05.2011
Теоретический анализ эффектов Фарадея, Керра и
эллиптичности в квантовых точках.
Отработка стимулирования изомерных
переходов резонансным воздействием ИК-
излучения. Определение высоты барьера между
двумя изомерными состояниями в цеолитных
матрицах из температурной зависимости спектров.
Определение оптимальных условий проведения рас-
четов для интерпретации электронных спектров ком-
плексов фталоцианинов с переходными металлами.
Исследование спектров и кинетики циркулярной
поляризации люминесценции квантовых точек при
различных условиях оптического возбуждения.
Моделирование свойств однократно отрицательно за-
ряженных 1п(]_Х)Са(Х)А8-квантовых точек путем иссле-
дования электронных характеристик отрицательных
ионов 1п(1.Х)Оа(Х)А8- нанокластеров методами стацио-
нарной, неограниченной по спину теории функцио-
нала плотности.
Разработка программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс.
Исследование относительной эффективности
синглет-синглетных и триплет-триплетных пере-
носов энергии долгоживущих электронно-
возбужденных состояний, в поликристаллах
галогенсодержащих органических молекул. Опре-
деление оптимальных условий проведения расчетов
для интерпретации электронных спектров комплек-
сов фталоцианинов с переходными металлами
Развернуть
5
01.06.2011 - 05.09.2011
Исследование динамики ядерной поляризации в ан-
самбле квантовых точек в магнитном поле. Расчет дина-
мики ядерной спиновой поляризации в квантовых
точках в рамках модифицированной «модели ящика».
Исследование изомерии связывания в планарных
оксидных и галогенидных структурах.
Расчет оптических спектров поглощения нейтральных
1п<1_Х)Са(х)А8-нанокластеров методами нестационарной
теории функционала плотности с использованием
Ь8ВА-функционала.
Разработка модели примесного молекулярного нано-
кристалла с учетом взаимодействия нескольких моле-
кул. Расчет спектрально-люминесцентных свойств и
констант скоростей различных фотопроцессов полу-
эмпирическим квантовохимическим методом ЧПДПУС.
Разработка программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс'.
Синтез нанопористых неорганических матриц мето-
дом репликации самоорганизующихся органических
систем и их характеризация по химическим сдвигам в
спектрах ЯМР адсорбированных молекул-зондов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
7,02 млн
Организация
ИОФ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИАПУ ДВО РАН
профинансировано
Тема
Полупроводниковые и металлические магнитные наноструктуры для спинтроники
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
6
Тема
Дискретные сплавы и двухфазные системы для спинтроники
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследование условий формирования и свойств низкоразмерных наноструктур на поверхности полупроводников.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
3
Тема
Концентрированные магнитные полупроводники как рабочая среда для логических и запоминающих устройств спинтроники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Новые наногетероструктуры ферромагнетик-полупроводник и ферромагнетик-антиферромагнетик для создания базовых элементов спинтроники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Количество заявок
2