Функциональные оптоэлектронные кристаллические материалы и волновые процессы в микро-наноразмерных структурах

Объектами исследования являются новые оптические и электронные материалы, новые типы интегрально-оптических и нанофотонных структур, а также характеристики известных кристаллических материалов и структур. Цель всей работы — Создание и изучение функциональных оптоэлектронных материалов и волновых процессов в микро-наноразмерных структурах, исследование структуры и свойств материалов, которые могут быть использованы для физической реализации нейроморфных электрических схем. В процессе работы проводились теоретические и экспериментальные исследования физических характеристик нескольких многокомпонентных кристаллических материалов, относящихся к избранным химическим классам. Разрабатывались новые конструкции и проводились расчеты перспективных оптических сенсоров. Разрабатывались модели устройств на основе VO2 тонкоплёночного нелинейного резистора, как элемента нейроморфной динамической системы. В результате исследования впервые исследованы кристаллические и реальные дефектные структуры нескольких кристаллических соединений. Изучены структурные и оптические характеристики монокристаллов гибридных перовскитов, а также группы люминесцентных материалов, активированных редкоземельными элементами. Предложена и исследована новая модификация волноводных оптических сенсоров, использующих ассиметричные периодические структуры и бимодовое взаимодействие. Это позволяет обеспечить сверхвысокую объемную чувствительность оптического сенсора 3000 нм/RIU и выше, что многократно лучше, чем у сенсорах в одномодовых волноводных структурах. Впервые разработана модель VO2 резистора, основанная на формализме быстро-медленных систем. Создан способ формирования безформовочного мемристора с низким разбросом ключевых параметров. Основные физические параметры: кристаллическая структура, реальная дефектность монокристаллов, фазовая чистота и термостабильность люминофоров, фотолюминесценция в видимой области, зонная структура, объемная чувствительность сенсора.