Твердотельная электроника, микро- и наноэлектроника

Из-за отсутствия значительной энергетической щели в нанолентах графена имеются трудности по созданию быстро переключающихся транзисторов для цифровых схем на них. Для усиления аналоговых сигналов в ряде работ предложены графеновые туннельные транзисторы, полевые транзисторы, транзисторы с отрицательным сопротив- лением и генераторы с накачкой.

Делается обзор работ по исследованиям и разработкам физико-технологической платформы создания устройств магнонной логики. Рассматриваются физические принципы построения устройств спиновой логики, методы управления фазой и эффекты интерференции спиновых волн при распространении в магнитных микроструктурах. Обсуждаются результаты микромагнитного моделирования и экспериментальных исследований эффектов распространения спиновых волн в микроволноводах на основе ферромагнитных металлов и пленок ферритов гранатов.

Дана количественная теория термоЭДС фононного увлечения для одномерного вырожденного электронного газа в квантовой проволоке с параболическим удерживающим потенциалом конфайнмента. Градиент температуры направлен вдоль оси квантовой проволоки. За счет конфайнмента существенно меняется энергетический спектр и волновая функция электрона. Предполагается, что уровень Ферми расположен между нулевым и первым уровнем размерного квантования.

Исследовано влияние давления рабочего газа аргона (0.13–0.09 ≤ P ≤ 1 Па) на микроструктуру и текстуру пленок кобальта, наносимых методом магнетронного распыления на постоянном токе на подложки SiO2/Si при комнатной температуре. Показано, что при высоких давлениях аргона P ≈ 1–0.22 Па пленки кобальта обладают столбчатой микроструктурой по толщине, а кристаллическая структура пленок соответствует смешанной кристаллической фазе: гексагональной плотноупакованной (гпу) с текстурой (002) и гранецентрированной кубической (гцк) с текстурой (111).

Впервые исследованы зависимости от толщины (d ≈ 20–370 нм) намагниченности насыщения 4πМ, ширины линии ферромагнитного резонанса (ФМР) ΔН, поля коэрцитивности Нс и формы петель гистерезиса для пленок пермаллоя Ni80Fe20 (NiFe) с текстурой (200). Полученные для пленок NiFe(200) зависимости магнитных параметров от толщины d сопоставлены с зависимостями 4πM(d), ΔН(d) и Нс (d) для пленок NiFe(111) с выраженной текстурой (111) и поликристаллических пленок NiFe.

Исследуются закономерности модификации вольт-амперных характеристик (ВАХ) структур металл–диэлектрик–полупроводник (МДП) за счет формирования встроенных поверхностных потенциалов. Поверхностные потенциалы образуются при получении атомарно чистой поверхности кристаллов кремния с использованием микроволновой плазменной микрообработки. Целью работы является исследование влияния плазменной микрообработки в различных химически активных газовых средах на свойства кремниевых МДП структур.

Сформулированы требования и проблемы при создании катодных материалов для сильноточной эмиссионной электроники. Показано, что для создания автокатодов с плотностью тока до 100 А/см2 и выше необходима разработка новых наноструктурных углеродных материалов с поверхностной плотностью наноалмазных острий не менее чем 106–108 см-2. С использованием неравновесной микроволновой плазмы низкого давления определены области режимов для получения углеродных пленочных покрытий, содержащих алмазную и графитовую фазы в различных объемных соотношениях.

Теоретически исследовано детектирование терагерцового излучения в пространственно-периодической структуре с пространственно-неоднородным графеном. Для создания пространственной асимметрии и неоднородности графен в каждой элементарной ячейке экранирован двумя металлическими электродами разной ширины и однородным экраном снизу. За счет приложения постоянных электрических напряжений между различными затворными электродами и графеном в элементарной ячейке периодического графена создаются области с электронной и дырочной проводимостями.