Подготовка к конференции по Наноэлектронике выполнялась сотрудниками гу вниитэ icon

Подготовка к конференции по Наноэлектронике выполнялась сотрудниками гу вниитэ


Смотрите также:
Программа научно-практической конференции "социально-экономические трансформации в россии:...
Информационный бюллетень перспективные технологии...
Новости рка
Программа дизайнерского образования вниитэ из сборника "Дизайн в общеобразовательной системе"...
Исследовательская работа; экспериментальные исследования в „Истомино“...
Дипломная работа «Микробиология кисломолочных продуктов детского питания» выполнялась на базе...
Предлагаем Вашему вниманию интенсивный тренинг...
План проведения: Понедельник. День самостоятельной работы учащихся...
На конференции будут обсуждаться вопросы: подготовка документов территориального планирования...
Рекомендации по подготовке доклада для научной конференции...
Положение о системе стимулирования изучения и использования иностранного языка преподавателями и...
Пояснительная записка. Цели и задачи. Материально-техническое обеспечение...



Загрузка...
скачать
Подготовка к конференции по Наноэлектронике выполнялась сотрудниками ГУ ВНИИТЭ.




Учебные аудитории оснащены современной компьютерной техникой, мультимедиа проекторами, средствами воспроизведения аудио- и видеоматериалов, экранами. Параметры технических средств достаточны для воспроизведения электронных документов, созданных средствами офисного пакета Microsoft Office 2010 и более ранних версий.

Вся информация о проводимых мероприятиях, тезисы выступлений ведущих ученых, справочная информация по организации ГУ ВНИИТЭ предоставлены участникам школы-семинара в электронном виде и на твердом носителе.

Вся информация о подготовке школы-семинара, о мероприятиях на самой школе отражалась на сайте www.vniite.ru


Школу-семинар по Наноэлектронике открыл Пархоменко Ю.Н. Директор ОАО «Гиредмет».




Юрий Николаевич рассказал о важных направлениях наноэлектроники, на каком этапе развития находится Россия в этой области и как необходимы молодые ученые для дальнейшего развития нанотехнологий.


Ведущий конференции ДТН, профессор Горбунов В.Л. рассказал участникам школы-семинара о задачах, которые поставлены перед участниками школы.





Основная задача школы-семинара - повышение качества подготовки и уровня квалификации студентов, аспирантов и молодых ученых в области тематического направления деятельности национальной нанотехнологической сети (далее – ННС) «Наноэлектроника» на основе организации взаимного конструктивного обмена мнениями, данными и знаниями о состоянии и тенденциях развития науки и технологий.

Школа-семинар открывает перед участниками возможность ознакомления с достижениями коллег в области наноэлектроники, раскрывает пути совместного выполнения сложных проектов, совместного использования дорогостоящего оборудования и программ.


Выступление Кульбачинского В.А. профессора, доктора физико-математичеких наук на тему «Наноразмерные полупроводниковые структуры».





В лекции описываются наиболее интересные свойства двумерных электронов, в том числе и так называемый Квантовый Эффект Холла. За его открытие в 1985 г. Нобелевскую премию по физике получил немецкий ученый К.ф. Клитцинг. Это явление заключается в том, что при низких температурах в сильном магнитном поле холловское сопротивление любого двумерного проводника определяется только мировыми постоянными, квантуется. Это дало возможность создать эталон сопротивления на квантовых принципах и определить некоторые физические постоянные с небывалой точностью. Через некоторое время американские ученые Х.Л. Штёрмер и Д. Тсуй открыли более сложное квантование сопротивления двумерных электронов, получившее название дробное квантование. Фактически были открыты квазичастицы с дробным зарядом в низкоразмерном проводнике. Теоретическое объяснение этому эффекту дал американский физик-теоретик Р.Б. Лафлин. За это выдающиеся открытие всем троим ученым была присуждена Нобелевская премия по физике 1998 г.

Далее рассказывается о свойствах полупроводников с небольшим количеством магнитных примесей, которые получили название разбавленных магнитных полупроводников. При определенных условиях в тонких слоях таких полупроводников возникает ферромагнетизм. Можно создавать искусственные структуры с переключением током ферромагнитного состояния в антиферромагнитное. Исследование свойств нанослоев магнитных материалов привело к открытию так называемого гигантского магнетосопротивления французским ученым А. Фертом и немецким П. Грюнбергом за что им обоим в 2007 г. была присуждена Нобелевская премия по физике. Это открытие широко используется, особенно в вычислительной технике. В лекции будет рассказано о физических основах этого явления, о новой области электронике – спинтронике. Применение низкоразмерных структур в настоящее время очень широко - электронные и оптоэлектронные приборы, быстродействующие транзисторы, приборы с зарядовой связью, элементы памяти ЭВМ, высокоэффективные полупроводниковые лазеры и т.д.

В настоящее время очень активно создаются квазиодномерные, одномерные и нульмерные структуры на базе полупроводниковых двумерных. В таких системах наблюдаются такие явления, как квантование проводимости в зависимости от ширины проводящего канала, увеличение квантового выхода фотолюминесценции, баллистическая проводимость и другие фундаментальные эффекты. На основе квазиодномерных и нульмерных систем ожидается создание высокоэффективных электронных приборов. Низкоразмерных полупроводниковые структуры широко применяются и в других областях науки и техники, например медицине и биологии.


Большой интерес вызвала лекция Трубочкиной Надежды Константиновны профессора , доктора технических наук на тему «Теория переходной схемотехники как инструмент разработки интеллектуальных наноструктур и наносистем».




Представлен революционный взгляд на построение базовых структур интеллектуальных наносистем различных типов, основанный на изменении компонентной концепции. Транзистор, являющийся компонентом (неделимой частью при проектировании) базовой транзисторной схемотехники является сложной схемой иной, более подробной переходной схемотехники, компонентами которой являются материалы (атомы) и связи (переходы, в том числе энергетические) между ними. Рассматриваются базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для решения научно-исследовательских и инженерных задач в области разработки новой элементной базы для суперкомпьютеров. Проводится сравнительный анализ различных подходов и концепций поиска элементной базы для будущих компьютеров и систем управления. Излагается качественно новая теория синтеза элементов интеллектуальной трехмерной (3D) наносхемотехники. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических процессов в наноструктурах с минимальным топологическим размером 10-20 нм и минимальной толщиной слоя 3 нм.

Полупроводниковые наноструктуры для суперкомпьютера, синтезированные в переходной схемотехнике, обладают качественно лучшими параметрами в сравнении с транзисторными аналогами, как в микро-, так и нано- диапазоне.

В качестве примеров для доказательства вышесказанного вниманию разработчиков элементной базы представлены новые интеллектуальные переходные слоистые полупроводниковые наноструктуры, реализующие логическую функцию И-НЕ и функцию ячейки памяти.

Практической ценностью применения теории переходной схемотехники являются - технические параметры разработанных интеллектуальных наноструктур при проектной норме 10 нм и при минимальной толщина слоя 3нм: можно получать процессоры и матрицы памяти

  • с информационной плотностью 1010 вентилей/см2 (в одном информационном слое);

  • и рабочей частотой порядка 1010 Гц.

Переходная твердотельная наносхемотехника не единственная, способная порождать в ближайшем будущем новые технические решения.

Кратко рассматриваются еще 3 типа переходной схемотехники, в частности для объектов живых систем, искусственных объектов нанотехнологий и природных объектов.

Несмотря на принципиальные различия, удивительная повторяющаяся похожесть математических моделей переходных схемотехник первого и второго типа (неживых и живых интеллектуальных систем) заставляет задуматься разработчиков и может породить много новых направлений научных исследований.

Знание 4 типов переходной схемотехники может помочь исследователям в области биосхемотехники и материалов взглянуть на свои объекты исследования по-новому и раскрыть тайны, которые до некоторого времени были для них закрыты.


Второй день выступлений открыл профессор и доктор физико-математических наук Тодуа Павел Андреевич.



Его лекция о «Нанометрологии и стандартизации в нанотехнологиях» была посвящена вопросам метрологии в наноразмерных средах. В решении главной задачи метрологии - обеспечении единства измерений, то есть достижении такого состояния измерительной инфраструктуры, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах и погрешности (неопределенности) измерений известны с заданной вероятностью, нанометрология опирается на меры, стандартные образцы состава, структуры, размера, свойств в обеспечение практически каждой единицы оборудования необходимым набором средств, воспроизводящих нужную шкалу, позволяющих осуществлять калибровку средств измерений, в том числе, непосредственно в самом процессе измерений, позволяющих контролировать результаты каждого измерения и обеспечивающих их прослеживаемость к эталону соответствующей величины (рис.1)

Разработка и создание таких стандартных образцов и мер сопровождается разработкой соответствующих методик поверки и калибровки самих стандартных образцов и мер, методик поверки и калибровки средств измерений с применением указанных стандартных образцов и мер, а также методик измерений параметров и характеристик объектов и продукции нанотехнологий и наноиндустрии с применением указанных средств измерений.

Одна из первоочередных задач стандартизации в нанотехнологиях – стандартизация параметров и свойств материалов, объектов, элементов и структур нанотехнологий, подлежащих измерениям. Отсюда закономерное следствие – необходимость аттестованных и стандартизованных методик выполнения измерений, методик калибровки и поверки средств измерений, применяемых в нанотехнологиях, и многое другое, что определяется потребностями развития инфраструктуры наноиндустрии.

Особый аспект стандартизации – решение задач обеспечения здоровья и безопасности операторов технологических процессов и лиц, взаимодействующих с продукцией нанотехнологий на всех этапах ее производства, испытаний, исследований и применений вплоть до утилизации, а также экологической безопасности окружающей среды.

Междисциплинарный характер нанотехнологий в общемировом масштабе инициировал создание в 2005 г. в рамках Международной организации по стандартизации (ИСО) Технического комитета ИСО/ТК229 «Нанотехнологии». Годом позже в Международной электротехнической комиссии был образован Технический комитет МЭК/ТК113 «Стандартизация в области нанотехнологий для электрических и электронных изделий и систем». Российская сторона представлена в этих комитетах национальным Техническим комитетом ТК441 «Нанотехнологии». Следует особо подчеркнуть, что технические комитеты ИСО/ТК229 и МЭК/ТК113 осуществляют свою деятельность в условиях паритетного партнерства, обмена информацией, проведения совместных заседаний, консультаций, форумов, создания совместных рабочих групп по ключевым вопросам стандартизации.





Ну и самым ожидаемым на конференции по наноэлектронике конечно же был Быков Виктор Александрович профессор и доктор технических наук а так же Генеральный директор ЗАО «Нанотехнология МДТ»

Специалист в области нанотехнологий, сканирующей зондовой микроскопии, молекулярно-упорядоченных структур и методам нанодиагностики.

«НТ-МДТ» – одна из немногих компаний в России, которая производит и экспортирует научное оборудование в области нанотехнологий. И если в России о нанотехнологиях заговорили совсем недавно, то компания «НТ-МДТ» скоро отметит свой Юбилей – двадцатилетие.

В.А.Быков рассказал о НаноФаб 100 – платформа для объединения групповых и нанолокальных методов обработки.

Разрабатываемое в группе компаний технологическое оборудование на платформах НаноФаб 100 и НаноФаб 25 создается в рамках описанной выше концепции глубокой интеграции различных технологических подходов на базе единой автоматизированной платформы с возможностью программируемой настройки любой заданной последовательности технологических операций.

В конструкции нанотехнологических комплексов (НТК) на платформах НаноФаб 100 и 25 (для работы с пластинами диаметра 100 и 25 мм, соответственно) заложена принципиальная возможность объединения групповых и локальных методов обработки подложек. Обычно эти подходы реализуются в разных условиях вакуума: нанолокальные методы осуществляются в условиях сверхвысокого вакуума (до 10-11 торр), групповые – в условиях высокого (до 10-6 торр) или низкого (до 10-2 торр) вакуума. Поэтому для соблюдения требования интеграции, технологические модули организованы в кластеры в соответствии с требованиями к глубине вакуума (рис. 1).

Локальное травление, осаждение, окисление, имплантация осуществляются посредством:

- фокусированных ионных пучков;

- фокусированных электронных пучков;

- прямого контактного зондового воздействия (перемещение молекул и других объектов, их разрыв, разрезание и т.д.)

- бесконтактного зондового воздействия (создание высоких напряженностей электрических полей на остриях игл).

Каждый модуль нанолокальных технологий снабжен высокопрецизионной координатно-связанной системой позиционирования образцов, позволяющей с точностью до 5 микрон обрабатываемые участки подложек на одном переделе приводить в области воздействий на другом. Чистота процесса обеспечивается за счет безмаслянной откачной системы. Каждый модуль НТК – автоматизирован, и является самостоятельной технологической единицей. Т. о. НТК может быть скомплектован в любом сочетании модулей исходя из требований заказчика.

Все вспомогательные межоперационные модули (межмодульной и межкластерной транспортировки, складирования, загрузки, переворота, хранения держателей зондов и др.) встроены в ту же единую вакуумную систему. За счет дополнительных шлюзовых камер обеспечивается чистота процесса даже после обработки низковакуумными групповыми методами, такими как МЛЭ, ЛА, ПХТ, ПГФО и др.



Рис. 1. Пример двухкластерной компоновки технологических модулей в НТК НаноФаб 100.

От технологий к конечным устройствам: опыт использования действующих НТК НаноФаб 100 и перспективы развития новых технологий.

В Технологическом институте Южного федерального университета в г. Таганроге на базе кластерного многофункционального нанотехнологического комплекса НаноФаб НТК-9 разработаны конструкция и технологический маршрут изготовления газочувствительного сенсора на основе углеродных нанотрубок, совместимый с интегральной технологией микроэлектроники (рис. 2), а также методика и технологический процесс формирования каталитических центров на основе переходных металлов (рис. 3) для выращивания углеродных нанотрубок (рис. 4). На основе углеродных нанотрубок в ТТИ ЮФУ также разрабатываются: анализатор состава жидкости, маска рентгеновской литографии для LIGA-технологии, датчик магнитного поля, микромеханический датчик давления, микромеханический гироскоп.

В ЗАО НТ-МДТ с использованием НТК НаноФаб 100 разрабатывают технологический маршрут для создания мемристоров – энергонезависимых элементов памяти, способных служить как накопителем информации в компьютерах, так и элементарной основой для искусственного интеллекта. Маршрут включает 74 технологические операции и позволит получать мемристорные структуры с латеральными размерами 10-20 нм.





Виктор Александрович отвечал на самые волнующие вопросы молодых ученых.

Активное обсуждение вызвал вопрос об участии дизайнеров в процессе разработки туннельных микроскопов, производимых предприятием.





Подготовка кадров – один из стратегических приоритетов в развитии высокотехнологичных секторов экономики


Мировой рынок высокотехнологической продукции растет колоссальными темпами и в ближайшем будущем станет решающим фактором конкурентоспособности государств. Именно поэтому ведущие мировые державы направляют свои усилия на развитие наиболее перспективных направлений науки и, прежде всего, на создание нанотехнологических научно-исследовательских и научно-производственных центров. При этом большое внимание уделяется подготовке профессиональных кадров, причем особое значение приобретает задача построения национальных образовательных сетей.

Комплексный подход со стороны государства к обучению нанотехнологиям дает стране преимущество по таким важным параметрам, как скорость и качество образования. Унификация стандартов, технологических и иных требований, а также государственная поддержка в такой относительно молодой отрасли как нанотехнология позволит изначально заложить высокий уровень подготовки специалистов, отвечающий требованиям постиндустриального общества с учетом современной динамики развития высоких технологий.

Среди прочих, к необходимым знаниям в сфере нанотехнологий сейчас можно отнести понимание основных принципов и владение инструментарием сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), а также знание основ и методологии электронной микроскопии (ЭМ), которые, в свою очередь, формируют устойчивое понимание базовых закономерностей физико-химических процессов на поверхности твердых тел, включая такие важные прикладные области как материаловедение, разработка электронных устройств, биотехнология, медицина и многие другие.

Очевидно, что учебные центры должны быть укомплектованы специализированным оборудованием. Оборудование для образовательного процесса, с одной стороны, должно быть современным: только работа на самых последних образцах техники и с самыми свежими технологиями сделает специалистов конкурентоспособными в масштабах мировой науки и мировой экономики, позволит им эффективно интегрироваться в глобальную структуру научных и технологических достижений. С другой стороны, оборудование должно быть достаточно экономичным и простым в эксплуатации.



^ Класс НАНОЭДЬЮКАТОР и внешний вид одного рабочего места


В качестве примера можно рекомендовать укомплектование образовательного центра следующими моделями оборудования. Сканирующий зондовый микроскоп НАНОЭДЬЮКАТОР производства компании НТ-МДТ предназначен для преподавания базовых навыков работы с СЗМ и устанавливается в количестве 3-5 приборов в каждом классе. Особенностью данной модели является то, что все приборы могут быть интегрированы в единую сеть и управляться с рабочей станции преподавателя. Это обеспечивает массовость и значительную скорость на начальном этапе обучения.

Другая модель сканирующего зондового микроскопа – СОЛВЕР НЕКСТ (НТ-МДТ) – полноценный исследовательский комплекс, позволяющий продемонстрировать весь диапазон возможностей СЗМ. При этом большинство настроек прибора автоматизировано, что существенно облегчает работу с ним как для студентов, так и для преподавателей.



^ Карта расположения учебно-научных центров НАНОЭДЬЮКАТОР в мире и в Российской Федерации


Группа компаний НТ-МДТ имеет большой положительный опыт по апробации технологии «классы под ключ». Так осенью 2008 года была осуществлена поставка классов НАНОЭДЬЮКАТОР в ВУЗы и колледжи при ВУЗах в рамках госконтракта с Министерством образования и науки Российской Федерации. Было оборудовано 38 классов, в большинстве из них сразу был запущен «конвейер» поточного обучения. Уже весной 2009 года учащиеся сразу нескольких учебных центров представили на локальных тематических конференциях свои научные работы, выполненные на СЗМ НАНОЭДЬЮКАТОР. Некоторые работы были удостоены наград в конкурсах для студентов и молодых ученых. В конце 2009 поставки по госконтракту были продолжены, на этот раз классами для преподавания практических навыков в сфере нанотехнологий были оборудованы специализированные учреждения системы среднего образования (школы, лицеи и гимназии с физическим и математическим уклоном). Всего на сегодня оборудовано около 150 классов по всему миру, более ста из них в Российской Федерации.


Сейчас уже можно с уверенностью утверждать, что разработанная в НТ-МДТ концепция образовательных классов позволяет начать процесс обучения сразу после установки оборудования. Уровень знаний в таких учебно-научных центрах существенно превосходит стандарты большинства западно-европейских и американских университетов, по крайней мере, в том, что касается материально-технической базы. Необходимо отметить, что классы НАНОЭДЬЮКАТОР установлены уже более чем в 20 странах мира.

Таким образом, создание общенациональной сети образовательных нанотехнологических центров позволяет стране быть на острие инновационного прогресса в таких сферах как материаловедение, физика и химия твердого тела, что в свою очередь обеспечивает значительное наращивание высокотехнологического потенциала страны и гарантирует ее высокую конкурентоспособность в условиях глобальной мировой экономики.





С.С. Постнов, аспирант Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова, физический факультет. Выступил с сообщением «Расчёт оптического отклика металлических наноплёнок на основе теории функционала плотности»

Ультратонкие (толщиной порядка 1 нм) металлические плёнки (называемые в дальнейшем наноплёнками) представляют собой квазидвумерные вырожденные электронные системы. Отдельный электрон в наноплёнке подвергается воздействию не только внешнего электромагнитного поля и поля ионного остова, но и поля, создаваемого всеми остальными электронами. Это обусловливает коллективный и, следовательно, нелокальный характер отклика наноплёнок при взаимодействии с внешним оптическим излучением (как в линейном1, так и в нелинейном2 случае) и ведёт к необходимости создания самосогласованной теории.

Одним из способов построения такой теории, реализованным в настоящей работе, является использование формализма теории функционала плотности3 в приближении локальной плотности, меняющейся во времени. Ионный остов рассматривается в рамках модели желе как однородный положительный фон. Внешнее излучение рассматривается в квазиклассическом приближении как плоская волна. Вычисления проводятся во втором приближении теории возмущений.

В работе вычислены волновые функции электрона в I и II порядках теории возмущений, на их основе рассчитаны пространственные распределения плотности тока и заряда и векторного потенциала поля. Полученные аналитические формулы позволяют связать данные величины с невозмущёнными волновыми функциями исследуемой системы, а также с геометрией взаимодействия, характеристиками падающего излучения и параметрами металла. В случае, когда суммарный невозмущённый самосогласованный потенциал аппроксимируется моделью прямоугольной ямы волновые функции могут быть вычислены аналитически, что позволяет продемонстрировать явную зависимость полученных выражений от толщины плёнки и параметров упомянутого потенциала и падающего излучения.

В работе проведён анализ полученных формул и показано их соответствие общим физическим представлениям и результатам других авторов. Продемонстрировано, что оптический отклик наноплёнок обусловлен в основном коллективными возбуждениями, как продольными, так и поперечными. Вычислены компоненты тензора проводимости металлической наноплёнки. Показано наличие эффекта генерации второй гармоники в отражённом излучении и описаны его основные механизмы и характеристики. В частности, продемонстрировано значительное увеличение отклика на частоте второй гармонике при приближении частоты падающего излучения к частотам сильных продольных возбуждений.





Будущие ученые и специалисты наноэлектроники с большим интересом слушали выступления ведущих российских ученых. Школа позволила расширить кругозор в столь тонкой сфере как наноэлектроника и с обновленными взглядами приступить к дальнейшему погружению в проблемы, которые ставит перед молодыми специалистами наноэлектроника.


1


2


3





Скачать 155,02 Kb.
оставить комментарий
Дата15.10.2011
Размер155,02 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх