Регистрация / Вход
Прислать материал

Композиционные наноматериалы и нанотехнологии для создания
интегральных приемников и генераторов терагерцового диапазона

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0795
Руководитель работ
Гуляев Юрий Васильевич
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
8,7 млн
Внебюджетные средства
5,2 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Кошелец Валерий Павлович

Этапы проекта

1
24.04.2010 - 31.07.2010
1.1. Анализ научной литературы и других материалов, посвященных созданию и изучению туннельных и сверхпроводниковых наноструктур.
1.2. Выбор и обоснование методов создания электронных наноструктур.
1.3. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
1.4. Разработка физической модели молекулярных наноструктур со сложным туннельным барьером и исследование электронных транспортных свойств.
1.5. Разработка моделей механизмов переноса носителей в низкоразмерных полупроводниковых структурах на основе кремния и углерода с одно- и многотуннельными цепями электронного транспорта.
1.6. Разработка модели механизма плазмохимической обработки кремний –углеродных материалов в высокоионизованной «холодной» плазме СВЧ газового разряда в магнитном поле в условиях сверхмалой адсорбции.
1.7. Разработка и оптимизация методов изготовления туннельных наноструктур с толщиной туннельного барьера порядка 1 нм (плотность туннельного тока до 70 кА/см2).
Развернуть
2
01.08.2010 - 15.11.2010
2.1. Разработка и исследование нанотехнологических процессов формирования молекулярных наноструктур.
2.2. Разработка технологических методик выращивания наноструктурированых слоистых высокотемпературных сверхпроводников типа Bi2Sr2CaCu2O8+x и получение на их основе слоистых меза-наноструктур.
2.3. Разработка методов получения и исследование молекулярных наноматериалов для разработки и изготовления туннельных наноструктур.
2.4. Экспериментальные исследования влияния тока и энергии плазменного пучка на скорость осаждения, состав и структуру наноалмазографитовых и кремнийсодержащих пленочных материалов, полученных в СВЧ плазме кремний - и углеродосодержащих рабочих газов в условиях сверхмалой адсорбции.
2.5. Изготовление экспериментальных образцов композитных наноалмазографитовых пленочных структур для однотуннельных приборов наноэлектроники.
2.6. Разработка технологических основ получения композитных нанофазных материалов на основе наночастиц металлов и их соединений с использованием метода терморазложения металлсодержащих соединений.
2.7. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.011-96.
2.8. Разработка и оптимизация процесса изготовления сверхпроводниковых структур на основе пленок нитрида ниобия с туннельным барьером из AlN для работы на частотах до 1 ТГц.
Развернуть
3
01.01.2011 - 31.07.2011
3.1. Получение структур и исследование различных способов синхронизации элементарных джозефсоновских переходов в меза-структурах.
3.2. Разработка методов измерений образцов композитных алмазографитовых пленочных наноструктур.
3.3. Проведение исследований по установлению взаимосвязей между режимами получения композитных алмазографитовых пленочных наноструктур в неравновесной СВЧ плазме, их микроструктурой и эмиссионными свойствами.
3.4. Разработка модели механизмов создания низкоразмерных полупроводниковых структур на основе процессов самоорганизации на пластинах монокристаллического кремния различных кристаллографических ориентаций в неравновесной квазистационарной микроволновой плазме низкого давления.
3.5. Проведение исследований низкоразмерных полупроводниковых структур на основе процессов самоорганизации на реальной пленочной и реконструированной поверхности кремния различных кристаллографических ориентаций
3.6. Исследование электронного транспорта через сложные наноструктуры, включая одноэлектронные эффекты
3.7. Исследование структурных характеристик и физико-химических свойств композитных нанофазных материалов (размер наночастиц, среднее расстояние между ними, дипольный и магнитный моменты отдельных наночастиц, фрактальные характеристики, модули упругости, диэлектрическая проницаемость, электропроводность, плотность, вязкость).
3.8. Исследование сверхпроводникового генератора гетеродина (СГГ) с использованием сверхпроводящих электродов из NbN, измерение частотного диапазона и ширины линии излучения СГГ с электродами из нитрида ниобия.
Развернуть
4
01.08.2011 - 15.11.2011
4.1. Изготовление и исследование оптических и электрофизических характеристик аморфных однородных, слоистых и сверхрешеточных структур с квантовыми точками, квантовыми проволоками на основе кремния, углерода и их соединений.
4.2. Разработка конструкции и изготовление экспериментальных образцов перестраиваемых устройств для генерации и детектирования электромагнитных излучений различных участков спектра.
4.3. Математическое моделирование процессов ввода и распространения электромагнитных волн в электродинамическом объеме заданного функционального назначения.
4.4. Математическое моделирование согласующих структур интегрального спектрометра на субтерагерцовых частотах. Разработка топологии микросхем для оптимизации свойств приемника по промежуточной частоте и улучшения ширины линии его гетеродина.
4.5. Изготовление и испытание, экспериментальных образцов генератора гетеродина на основе новых сверхпроводниковых наноструктур с большей энергетической щелью (например, NbN)
4.6. Разработка методов электронно-лучевой литографии для воспроизводимого изготовления микросхем на основе туннельных переходов субмикронных размеров (площадь до 0.1 мкм2).
4.7. Получение и исследование мез с оптимальными геометрическими размерами для детектирования и генерации субтерагерцового и терагерцового излучения.
4.8. Разработка и моделирование планарных молекулярных наноструктур.
4.9. Разработка экранирующих и радиопоглощающих сред нового поколения в широком диапазоне частот на основе разработанных композитных наноматериалов.
4.10. Разработка и численное моделирование микросхемы интегрального приемника для спектрального анализа газовой смеси. Ожидаемые параметры: диапазон входных частот 450 - 650 ГГц, шумовая температура менее 170 К, диапазон выходных частот для анализа 0.1 - 1.5 ГГц, частотное разрешение лучше 1 МГц.
Развернуть
5
01.01.2012 - 31.07.2012
5.1. Проведение исследований фотоэлектрических и электро-люминисцентных свойств экспериментальных образцов перестраиваемых устройств на основе полученных наноматериалов.
5.2. Получение и исследования детектирования ТГц излучения на массивах слоистых структур
5.3. Разработка, создание и исследование лабораторного образца одноэлектронного транзистора на основе молекулярных наноструктур
5.4 Измерение зависимости шумовой температуры интегрального спектрометра от частоты и параметров наноструктур.
5.5. Экспериментальное исследование зависимости разрешения спектрометра от автономной ширины линии сверхпроводникового генератора гетеродина и его спектрального качества.
5.6. Оптимизация конструкции и топологии СГГ для снижения ширины автономной линии генерации в диапазоне 0.3 -0.7 ТГц и получения максимального спектрального качества в режиме фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
5.7. Проведение спектрального анализа газовой смеси и определения изотопного состава газов. Отработка основных режимов измерения спектров газов для медицинских приложений и изотопного анализа.
Развернуть
6
01.08.2012 - 05.11.2012
6.1. Расчет и изготовление масштабного макета планарного источника низкоэнергетичной СВЧ плазмы нового типа. Создание испытательного стенда со средствами дистанционного доступа к управлению и визуализации процессов получения экспериментальных данных и их анализа. Проведение холодных измерений и оптимизация конструкции устройства.
6.2. Разработка программных средств обработки результатов холодных измерений однородности распределения электромагнитных колебаний и минимизации отраженной мощности в масштабном макете с использованием персональных компьютеров и дистанционного доступа к проведению испытаний и обработке результатов.
6.3. Интеграция мез и массивов мез в антенну и исследование детектирования и генерации субТГц –ТГц излучения
6.4. Выработка рекомендаций по достижению оптимальных значений параметров устройств приема излучения в субтерагерцовой и терагерцовой областях частот на основе сверхпроводниковых туннельных наноструктур;
6.5. Выработка рекомендаций по направлению дальнейших научных работ с исследованными сверхпроводниковыми структурами;
6.6. В интересах освоения разработанных материалов и технологий промышленностью подготовить технико-экономическое обоснование и разработать проект ТЗ на ОКР по теме «Радиопоглощающие материалы и покрытия на основе композитных наноматериалов».
6.7. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.8. Создание автоматизированной системы управления работой интегрального спектрометра на основе туннельных наноструктур для спектрального анализа газовой смеси.
6.9. Разработка и экспериментальная проверка основных алгоритмов управления.
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
2015 - 2016, 13 мес.
Бюджетные средства
14 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2012, 17 мес.
Бюджетные средства
0,45 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИФМ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2012 - 2013, 14 мес.
Бюджетные средства
2,41 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
7,02 млн
Организация
ИОФ РАН
профинансировано
Тема
Источники и приемники терагерцового диапазона на основе полупроводниковых наноструктур Si/Ge и A3B5.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование перспективных типов сверхвысокочастотных приборов и структур, разработка технологических принципов их изготовления (полупроводниковый приемник для терагерцового диапазона частот 0,5 – 5,0 ТГц).
Продолжительность работ
2013 - 2015, 25 мес.
Бюджетные средства
19,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка новейших методов нанолитографии и реактивного ионного травления ультратонких сверхпроводящих пленок как основа создания рекордных по характеристикам терагерцовых супергетеродинных приемников и счетчиков фотонов инфракрасного диапазона.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование перспективных типов сверхвысокочастотных приборов, разработка технологических принципов их изготовления (монолитная интегральная схема приемника на основе кремния-германия для диапазона частот 57-64 ГГц).
Продолжительность работ
2013 - 2015, 25 мес.
Бюджетные средства
19,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Интегральный квантовый приемник субмм волн на основе сверхпроводниковых наногетероструктур.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1