Разработка физических принципов, материалов и конструкций для создания биологических, химических и физических сенсоров и средств диагностики нового поколения для сенсорных и информационно-телекоммуникационных систем

Объектами исследования НИР «Разработка физических принципов, материалов и конструкций для создания биологических, химических и физических сенсоров и средств диагностики нового поколения для сенсорных и информационно-телекоммуникационных систем» являются: Физические процессы и явления в различных средах и структурах, предназначенных для создания биологических, химических и физических сенсоров и средств диагностики для сенсорных и информационно-телекоммуникационных систем. Целями работы является: - разработка и исследование наноэлектронных, оптоэлектронных, акустоэлектронных и акустооптических технологий и сенсоров на их основе для широкого применения в сенсорных, диагностических, информационно-телекоммуникационных системах, робототехнике, биомедицине, экологии; - разработка и исследование новых композитных наноматериалов с нанофазными наполнителями, электродинамических сред и покрытий с заранее заданными свойствами, параметры которых могут меняться под внешним воздействием. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования свойств создаваемых материалов и устройств. В результате исследований на данном этапе НИР: 1. Рассмотрено распространение акустических волн в системе, состоящей из двух жестких четверть-пространств, соединенных плоским мягким слоем. Обнаружены и проанализированы поверхностные волны, смещения которых локализованы не только на поверхности, но и в мягком слое. 2. Рассчитаны характеристики волн нулевого порядка в гибких структурах «пленка Kapton – пленка ZnO». Показана возможность их возбуждения в частотном диапазоне 3.5 – 40 МГц при толщине Kapton 25мкм и толщине пленки ZnO 1.4 и 2.8 мкм. 3. Разработаны и исследованы функциональные гибридные полимерные композитные наноматериалы (ГПКМ) с многоуровненвой структурой. Показано, что ГПКМ могут быть изготовлены из покрытий, содержащих углеродные нанотрубки, функционализированные карбоксильными группами, и эпоксидную композицию. Удельная проводимость ГПКМ при этом составляет 0.016 См/см. 4. Создан компактный жидкостный биологический анализатор на основе резонатора с поперечным электрическим полем, который имеет нижний предел обнаружения специфических антител к суспензии клеток A. brasilense Sp7 составляет 10000 кл/мл при времени анализа 10 -15 мин и объеме анализируемой суспензии - 1 мл. 5. Предложен метод формирования мультисенсорных на основе наноструктур из Co3O4 и Ni путем электрохимического осаждения материалов между различными полосковыми электродами в течение различного времени. 6. Проведен теоретический анализ физического механизма, обеспечивающего однозначную и обратимую фото- и электрооптическую связь между локальными областями засветки и регистрации, расположенными на противоположных гранях высокоомной туннельной МДП структуры. Исследованы возможности формирования пространственного рельефа поверхности в виде дискретных ячеек с помощью травления в травителях на основе минеральных и органических кислот. 7. Исследованы особенности низкотемпературной теплоемкости, транспортные характеристики фононов в области гелиевых температур и наноструктурные неоднородности в монокристаллах твердых растворов эрбиевых моноалюминатов YAlO3Er. 8. Проведены исследования тепловых характеристик и измерения тепловых параметров мощных СВЧ-транзисторов и интегральных СВЧ-усилителей на основе гетероструктур методами тепловой импедансной спектроскопии. Разработаны и апробированы новые методы диагностики однородности светоизлучающих гетероструктур на основе широкозонных полупроводников по крутизне их ватт-амперной характеристики в диапазоне токов начала свечения и по граничной частоте фотоэлектрического отклика при локальном фотовозбуждении. Полученные результаты будут использоваться на следующих этапах работы.