Исследование структуры и свойств функциональных материалов для разработки устройств оперирования Большими данными (Big Data). Этап 1 (промежуточный)

Объектом исследования являлись структуры электридной керамики, нитрида алюминия и других низкоразмерных материалов, востребованные для формирования электронных компонентов в системах Больших Данных. Цель работы – разработка и совершенствование устройств частотной селекции и генерации сигналов в диапазоне 3-15 ГГц телекоммуникационных систем, систем связи и систем обработки больших объёмов данных, а также разработка систем долговременного хранения данных на основе принципов универсальной памяти. В процессе работы проводились экспериментальные исследования отдельных низкоразмерных материалов и критериев применимости известных экспериментальных методик к их исследованию. В результате исследования были разработаны подходы к экспрессной и детальной характеризации качества произведённых тонких плёнок AlN, плёнки-подслоя Al, плёнки MoSiO2. Было обнаружено соответствие ростовых параметров при производстве плёнок нитрида алюминия методами магнетронного и термического напыления с измеряемыми физическими свойствами получаемых наноструктур, в частности с морфологией поверхности наноструктур и с неравномерностью их элементного состава. Также была получена тонкая плёнка из электрида семейства составов С12А7 методом термического вакуумного распыления и исследованы её характеристики. Наличие на поверхности майенита донорных и акцепторных активных центров, обнаруженных методом спиновых зондов в порошковом образце, видится перспективным для регулирования протекания многих каталитических реакций. Новизна полученных результатов заключается в применении ранее не апробированной высокотехнологичной методики термического вакуумного распыления для выращивания наноструктур нитрида алюминия и электрида, а также в обнаруженных зависимостях физических свойств материалов от ростовых параметров. Область применения результатов – улучшение характеристик устройств частотной селекции сигналов в гигагерцовом диапазоне для производства радиоаппаратуры (внедрено на АО «ОНИИП», г. Омск, РФ) и разработка перспективных элементов памяти при сотрудничестве с АО «НЗПП с ОКБ» (г. Новосибирск, РФ). С учётом результатов, полученных на промежуточном этапе №1, дальнейшие исследования должны быть направлены на улучшение технологии роста плёнок AlN, повышение степени кристалличности AlN, снижение разброса размера, формы и направленности роста кристаллитов AlN, контролируемость стехиометрии состава плёнок по толщине, разработку методик пассивации поверхности структур, поиск материалов для решения проблем с адгезионной прочностью соединения ситалловой подложки с плёнкой AlN. Направление исследования электридной керамики после успешного роста двумерных структур должно продолжиться по направлению роста одномерных наноструктур (вискеров), необходимых для формирования низкоразмерного прототипа элемента памяти с наблюдаемым гистерезисом электрических характеристик.