Квантовые структуры для посткремниевой электроники

Проект направлен на решение перспективных фундаментальных и прикладных научно-технологические задач в области разработки новых физических подходов и конструкций полупроводниковых квантовых наногетероструктур для перспективных приборов оптоэлектроники, нанофотоники, наноэлектроники и спинтроники, разработки технологии создания однофотонных лавинных фотодиодов (ОЛФД) и матричных ИК фотоприемных устройств на базе полупроводниковых квантовых гетероструктур, для разработки нанотехнологий создания и установления основных физических закономерностей новых квантовых систем на основе графена, ван-дер-ваальсовых гетероструктур, топологических изоляторов и полуметаллов Вейля для пост-кремниевой электроники, для разработки технологии создания и исследования полупроводниковых наноструктур с квантовыми точками и спиновых квантовых центров в широкозонных полупроводниках для нового поколения устройств квантовой фотоники; для разработки физических принципов технологий создания пост-кремниевых материалов, включая полупроводниковые и плазмонные метаматериалы, для нанофотоники, плазмоники и наносенсорики. Цель данного этапа заключается развитии физических основ технологий, установлении основных фундаментальных физических закономерностей квантовых и топологических полупроводниковых материалов, гетеросистем и структур, определении путей и возможностей их использования для перспективной пост-кремниевой электроники на новых физических принципах. В результате проведенных исследований впервые разработаны подходы, обеспечивающие установление основных параметров эпитаксиального роста гетероэпитаксиальных структур на основе соединений A2B6 и A3B5 для матричных ФПУ и малошумящих ОЛФД, определение режимов молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) для создания гетероструктур на основе PbSnTe и изучение их электронной структуры и спиновой поляризации методом ARPES с разрешением по спину; разработку и создание гетероструктур с массивами полупроводниковых квантовых точек, разработку базовых квантовых элементов на основе VO2 для компьютеров нового поколения, динамически управляемых метаматериалов и плазмонных наноприборов, исследование локального и нелокального сопротивления ДТИ на основе HgTe и СdHgTe квантовых ям с инверсным спектром; отработку физико-технических решений по созданию высокоэффективных широкополосных ТГц поляризаторов и преобразователей поляризации. В результате исследования был обнаружен ряд новых эффектов и свойств, установлены не выявленные ранее закономерности. Практическая значимость результатов заключается в возможности использования полученных в ходе выполнения проекта материалов и систем в устройствах перспективной электроники.