Медиатека — Лекции и семинары

Глезер Александр Маркович — профессор, д.ф.-м.н., директор Института металловедения и физики металлов имени Г.В. Курдюмова ЦНИИчермет.

В лекции дана общая классификация дефектов кристаллов. Рассмотрены особенности строения дефектов и их влияние на структуру и свойства материалов.

Рязанов Валерий Владимирович д.ф.-м.н., профессор ФОПФ МФТИ, заведующий лабораторией сверхпроводимости в ИФТТ РАН.

Современная электроника основана на структурах металл-оксид-полупроводник (полевых транзисторах), размеры которых уже приближаются к 10 нанометрам. Дальнейшее уменьшение структур и интеграция элементов в электрические схемы без серьезного нарушения функциональности вызывает серьезные трудности.

Другая проблема — значительное энергопотребление, связанное с тепловыделениями при переключениях полевых транзисторов. В связи с этим становится актуальным вопрос: что придет на смену полупроводниковой электронике?

Ученые из различных областей физики отвечают на этот вопрос по-разному. Предлагаются решения на основе металлических туннельных структур (одно-электронных транзисторов), спиновых (спинтронных) устройств, использующих собственный магнитный момент электрона вместо его заряда, наноструктур на основе отдельных кластеров и молекул (молекулярная электроника) и другие решения, основанные на самых современных открытиях фундаментальной физики.

В настоящей лекции делается короткий обзор всех этих направлений. Основное внимание уделяется перспективам сверхпроводниковой цифровой и квантовой электроники, бурно развивающейся в настоящее время в России и за рубежом.

Целевая функция тайм-менеджмента — счастье. Главный вопрос, который каждый должен задать самому себе: «Чем я на самом деле хочу заниматься в жизни?».

Карпов Александр Владимирович — д.ф.-м.н., профессор кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ МИСИС, ведущий научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы». Дважды лауреат премии НАСА.

За последние полвека основополагающие наблюдения о природе вселенной были сделаны с помощью радиоприёмников. Помехи дальней радиосвязи указали на то, откуда мы пришли и что за мир нас окружает. А сверхпроводящие детекторы приблизили человечество практически к квантовому пределу радиочувствительности и рассеяли многие туманности. На лекции будет обсуждение развития астрофизики и роли инструментов на основе сверхпроводящих датчиков.

Орлов Алексей Олегович — к.ф.-м.н., профессор университета Нотр Дам (США).

Продолжающaяся миниатюризация электронных приборов (до нескольких атомных слоев материалов в современных полевых транзисторах) требует хорошего понимания основных физических и химических процессов для осуществления точного контроля над процессами их изготовления.

Одноэлектронный туннельный транзистор (ОТТ) является одним из наиболее перспективных сверхминиатюрных приборов, характеристики которого прямо связаны с его размерами. В ОТТ перенос носителей заряда через устройство контролируется Кулоновской зарядовой энергией наноразмерного «острова», туннельно связанного с электродами истока и стока и электростатически связанного с затвором. Кулоновский барьер EC= e2/2C (где e- элементарный заряд), контролируемый затвором ОТТ, обратно пропорционален общей ёмкости устройства, С, в связи с этим для преодоления тепловых флуктуаций (EC>kBT) емкость должна быть очень мала (<3 aФ для работы при комнатной температуре). Столь малая емкость достижима только в наноструктурах с размерами менее 10 нанометров. В то же время, для получения хороших показателей одноэлектронных транзисторов толщина туннельных переходов не должна превосходить всего лишь несколько атомных слоев, при этом качество этих слоев критически влияет на работу транзистора. Например, наличие дефектов в диэлектрике многократно увеличивает шумы в ОТТ, а неоднородное осаждение диэлектрика приводит к резкому изменению его выходных характеристик.

В докладе будут представлены экспериментальные результаты, полученные на ОТТ с туннельными переходами в которых использованы несколько комбинаций состава металл-диэлектрик-металл. Ультратонкие (толщиной порядка 1 нм) диэлектрики (SiO2, Al2O3, Si3N4), получены методом стимулированного плазмой осаждения атомнотонких слоев, а металлические наноструктуры, образующие ОТТ, выполнены методами электронно-лучевой литографии и химико-механической полировки. Таким образом, с одной стороны, исследования процессов образования ультратонких слоев диэлектрика а также методов их последующей обработки позволяют существенно улучшать характеристики приборов (что является необходимым условием для широкого применения ОТТ), а с другой — исследование характеристик ОТТ позволяет сделать выводы о процессах роста и формирования туннельно-прозрачных диэлектриков. В докладе будет показана первостепенная важность влияния границ раздела в туннельных переходах металл-диэлектрик-металл и химических окислительно-восстановительных процессов во время их образования.