К 85-летию И. Г. Неизвестного

3

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРО- И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ

Неизвестный И.Г. МДП–транзисторы на основе Ge — путь дальнейшего развития КМОП–технологии

Аннотация:
Рассмотрена возможность дальнейшего улучшения параметров полупроводниковых интегральных схем путём замены слоя кремния в МДП-транзисторе материалом с более высокой подвижностью носителей заряда. Показано, что по совокупности свойств для этого больше всего подходит германий. Приведены разработки, созданные в данном направлении в различных лабораториях как в России, так и за рубежом.
DOI: 10.15372/AUT20160501

5

Горохов Е.Б., Астанкова К.Н. Материаловедческие аспекты диэлектрических плёночных композиций в планарной технологии МДП-структур на Ge

Аннотация:
На основе материаловедческих исследований композиций диэлектрических слоёв разработан новый технологический маршрут изготовления МДП-транзистора на Ge. Применив процесс gate-first и модифицированную прослойку термического GeO₂ с повышенной вязкостью на границе раздела с Ge-подложкой, удалось закапсулировать в ней нежелательные примеси. Увеличение плотности окисного слоя вблизи германия после взаимодействия с осаждённой плёнкой Si₃N₄ препятствовало диффузии в канал транзистора адсорбированных поверхностью подложки примесей. Это позволило повысить подвижность электронов в МДП-транзисторе и исключить её снижение при криогенных температурах.
DOI: 10.15372/AUT20160502

Наумова О.В., Фомин Б.И. Оптимизация отклика нанопроволочных биосенсоров

Аннотация:
Нанопроволочные полевые транзисторы являются высокочувствительными сенсорными элементами, предназначенными для качественного и количественного анализов биологических и химических веществ. Оптимизация режима работы сенсоров - одна из ключевых задач повышения их чувствительности. Предложен алгоритм выбора режима работы сенсоров на основе КНИ-транзисторов, позволяющий обеспечить их максимальный отклик в процессе мониторинга проводимости при детекции целевых частиц.
DOI: 10.15372/AUT20160503

Ищенко Д.В., Эпов В.С. Исследование особенностей вольт–амперных характеристик плёнок PbSnTe:In в магнитном поле в режиме инжекции электронов из контактов

Аннотация:
Исследованы вольт-амперные характеристики (ВАХ) плёнок PbSnTe:In с содержанием олова x ≈ 0,29 при гелиевых температурах в режиме монополярной инжекции из контактов и ограничения пространственным зарядом в магнитном поле до 4 Тл. Анализ полученных ВАХ показал, что при увеличении магнитного поля от 0 до 4 Тл происходит трансформация наблюдаемых особенностей ВАХ. Предложено обоснование связи данных особенностей с наличием многоуровневой системы ловушек, расположенных в запрещённой зоне.
DOI: 10.15372/AUT20160504

Шамирзаев В.Т., Гайслер В.А., Шамирзаев Т.С. Отрицательное дифференциальное сопротивление в мощных лазерных InGaN/GaN–диодах

Аннотация:
Демонстрируется отрицательное дифференциальное сопротивление в ультрафиолетовых лазерных InGaN/GaN-диодах. Переключение между нижней и верхней ветвями S-образной вольт-амперной характеристики приводит к изменению мощности оптического излучения на шесть порядков при увеличении тока от 3 до 15 мА. Появление отрицательного дифференциального сопротивления объясняется сверхлинейной инжекцией носителей заряда одного знака в высокоомную квантовую InGaN-яму.
DOI: 10.15372/AUT20160505

ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Неизвестный И.Г., Шумский В.Н. Трёхспектральное многоэлементное фотоприёмное устройство

Аннотация:
Описаны конструкция и характеристики трёхспектрального многоэлементного фотоприёмного устройства с диапазоном чувствительности 0,6-12,0 мкм, состоящего из трёх линеек фотоприёмников с чувствительностью в областях 0,6-0,9, 3-5 и 8-12 мкм. Приведены методы изготовления линеек, фотоприёмного устройства в целом и его фотоэлектрические характеристики.
DOI: 10.15372/AUT20160506

Третьяков Д.Б., Коляко А.В., Плешков А.С., Энтин В.М., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Генерация квантового ключа в однофотонных системах связи

Аннотация:
Представлен краткий обзор экспериментальных работ в области квантовой криптографии и генерации квантового ключа посредством одиночных фотонов в атмосферных и оптоволоконных квантовых линиях связи. Дано описание двух экспериментальных установок для генерации квантового ключа, созданных в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН. Приведены результаты исследования зависимости скорости генерации квантового ключа от среднего числа фотонов μ в лазерном импульсе. Для μ > 0,3 обнаружено расхождение между теорией и экспериментом, которое может быть связано с ненулевой вероятностью появления многофотонных импульсов в квантовой передаче, регистрируемых детекторами одиночных фотонов как однофотонные, а также с отбрасыванием при просеивании квантового ключа тех случаев, когда одновременно срабатывают несколько детекторов одиночных фотонов, поскольку тогда результат измерения не определяется.
DOI: 10.15372/AUT20160507

Неизвестный И.Г., Климов А.Э., Кубарев В.В., Шумский В.Н. Приёмники излучения на основе плёнок PbSnTe:In, чувствительных в терагерцовой области спектра

Аннотация:
Представлен обзор исследований фотоэлектрических свойств плёнок PbSnTe:In, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии, и параметров фоточувствительных структур дальнего ИК- и субмиллиметрового диапазонов на их основе. Сравниваются параметры многоэлементных фотоприёмных устройств этого типа и приёмников на основе примесных полупроводников и сверхпроводников. Реализованы линейчатые (2 x 128) и матричные (128 x 128 элементов) многоэлементные фотоприёмные устройства на основе PbSnTe:In с краем чувствительности ~22 мкм и рабочей температурой T ≤ 16 К. В бесфоновых условиях мощность, эквивалентная шуму, достигала значений МЭШ ≤ 10^-18 Вт/Гц^0,5 при T = 7 К по источнику излучения типа абсолютно чёрное тело с T_АЧТ = 77 К. В субмиллиметровой области спектра наблюдалась чувствительность к лазерному излучению с длиной волны λ ≤ 205 мкм и величиной МЭШ ≤ 10^-12 Вт/Гц^0,5 без оптимизации конструкции макета фоточувствительного элемента и минимизации шумов схемы измерений. Рассмотрены направления развития приёмников излучения на основе PbSnTe:In.
DOI: 10.15372/AUT20160508

Богданов Ю.И., Богданова Н.А., Катамадзе К.Г., Авосопянц Г.В., Лукичев В.Ф. Исследование статистики фотонов с использованием компаунд-распределения Пуассона и квадратурных измерений

Аннотация:
Предложена модель составного компаунд-распределения Пуассона для статистики фотонов с учётом их группировки в различных состояниях, включая фоковские, тепловые и т. д., С использованием метода производящих функций вычислены распределения вероятностей, моменты и корреляционные функции. Найдены параметры условных состояний, возникающих при вычитании фотонов посредством делителя пучка. Рассмотрена задача реконструкции состояний по квадратурным квантовым измерениям. Исследование направлено на разработку высокоточных методов генерации и контроля оптических квантовых состояний.
DOI: 10.15372/AUT20160509

НАНОТЕХНОЛОГИИ В ОПТИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ

Неизвестный И.Г., Володин В.А., Камаев Г.Н., Черкова С.Г., Усенков С.В., Шварц Н.Л. Формирование нанокристаллов кремния в гетероструктурах Si—SiO2—α-Si—SiO2 при высокотемпературных отжигах: эксперимент и моделирование

Аннотация:
Проведены экспериментальные и модельные исследования процессов формирования кремниевых нанокристаллов (Si-НК) в многослойных структурах с чередующимися ультратонкими слоями SiO₂ и аморфного гидрогенизированного кремния (α-Si:H) в условиях высокотемпературных отжигов. Влияние отжигов на трансформацию структуры слоёв α-Si:H изучалось с привлечением методов электронной просвечивающей микроскопии высокого разрешения, спектроскопии комбинационного рассеяния света и фотолюминесценции. Методом Монте-Карло проанализированы условия и кинетика формирования Si-НК. Обнаружена зависимость типа формируемых кристаллических кремниевых кластеров от толщины и пористости исходного аморфного кремниевого слоя, заключённого между слоями SiO₂. Показано, что увеличение толщины слоя α-Si при низкой пористости приводит к образованию перколяционного кремниевого кластера вместо изолированных Si-НК.
DOI: 10.15372/AUT20160510

Двуреченский А.В., Володин В.А., Кривякин Г.К., Шкляев А.А., Кочубей С.А., Неизвестный И.Г., Stuchlik J. Исследование фазового и элементного составов наносистем GeSi методом комбинационного рассеяния света при фемтосекундном импульсном отжиге

Аннотация:
Анализ фазового и элементного составов гетероструктур GeSi, изготовленных на нетугоплавких подложках, проведён с помощью экспрессной и неразрушающей методики - спектроскопии комбинационного рассеяния света. Показано, что применение импульсных лазерных отжигов позволяет варьировать элементный состав и размеры нанокристаллов, формируемых из твёрдых растворов германия и кремния.
DOI: 10.15372/AUT20160511

Рогило Д.И., Рыбин Н.Е., Федина Л.И., Латышев А.В. Распределение концентрации адатомов на экстраширокой террасе поверхности Si(111) в условиях сублимации

Аннотация:
Методами in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии и ex situ атомно-силовой микроскопии исследован процесс формирования адсорбционного слоя на поверхности Si(111) в условиях сублимации при температурах 1000-1100 °C и последующей закалки до T = 750 °C. Впервые получено распределение концентрации адатомов на экстраширокой 60 мкм) атомно-гладкой террасе и определена их диффузионная длина x_s = 31 ± 2 мкм при T = 1000 °C. В результате анализа температурной зависимости равновесной концентрации адатомов вблизи моноатомной ступени впервые измерена энергия выхода адатома из ступени на террасу E_ad ≈ 0,68 эВ. На основе данных величин получены оценки энергетических параметров для ряда атомных процессов на поверхности Si(111).
DOI: 10.15372/AUT20160512

Василенко М.А., Настовьяк А.Г., Неизвестный И.Г., Шварц Н.Л. Моделирование методом Монте-Карло процесса формирования наноструктур A^IIIB^V с помощью капельной эпитаксии

Аннотация:
Предложена решёточная модель Монте-Карло формирования полупроводниковых наноструктур по механизму роста пар - жидкость - кристалл. С её использованием промоделирован рост наноструктур GaAs методом капельной эпитаксии в диапазоне температур 500-600 K при потоках As₂ с интенсивностью 0,005-0,04 МС/с. Продемонстрирована зависимость морфологии формируемых структур от параметров роста. Проведены исследования травления подложки GaAs галлиевой каплей. Определены диапазоны температур и потоков мышьяка для формирования наноколец GaAs. Проанализированы условия образования одинарных и двойных концентрических колец.
DOI: 10.15372/AUT20160513

Ткаченко В.А., Ткаченко О.А., Квон З.Д., Латышев А.В., Асеев А.Л. Интроскопия в наномезоскопике: одноэлектроника и квантовая баллистика

Аннотация:
Представлен метод вычислительного эксперимента для исследования внутренней структуры объектов наномезоскопики - проводящих подсистем и квантовых явлений в твердотельных субмикронных объектах, которые демонстрируют индивидуальное поведение низкотемпературного сопротивления.
DOI: 10.15372/AUT20160514