Разработка и исследование тонкопленочных наностуктур и сверхпроводниковых устройств для генерации и приема сигналов

Объектом исследования являются сверхпроводниковые тонкопленочные наноструктуры терагерцового диапазона и интегральные приемные устройства на их основе, гибридные гетероструктуры с прослойкой из оксидного материала с выраженным спин-орбитальным взаимодействием, терагерцовые и оптические устройства и структуры на основе полупроводниковых и графеновых наноструктур и метаматериалов. Целью работы является разработка полупроводниковых наноструктур для генерации колебаний ТГц диапазона частот, разработка тонкопленочных гибридных гетероструктур на основе оксидных материалов с границей раздела магнетик/материал с выраженным спин-орбитальным взаимодействием, разработка и исследование сверхчувствительных приемных устройств ТГц диапазона, разработка теоретических моделей новых миниатюрных элементов и устройств на базе полупроводниковых и графеновых материалов, предназначенных для управления характеристиками распространения оптического и терагерцового излучения. Результаты работы: Исследовались условия образования электрических доменов и кинетика перестройки доменных режимов в сверхрешетках (СР) GaAs/AlAs и InAs/AlSb при комнатной температуре. Обнаружена большая асимметрия времен этих переходов и предложено ее объяснение. Предложена и разработана методика получения тонких эпитаксиальных слоёв алмаза. С помощью ионной имплантации реализованы заглублённые изолированные графитизированные слои, которые служат электрическими контактами к слоям алмаза. Проведены исследования электромагнитного взаимодействия ВТСП джозефсоновских переходов с оптическими фононами в ВТСП материале электродов и с внешними резонансными ТГц системами с распределёнными параметрами. Исследована фотопроводимость TiS3 и NbS3-II. В NbS3 наблюдалось уменьшение порогового поля ВЗП-2. На TiS3 обнаружены аномалии в области Tc1  60 К и Tc2=17 K, указывающие на формирование коллективного состояния. Исследованы характеристики пленок иридата стронция в зависимости от режима напыления. Оценен спиновый угол Холла гетероструктуры манганит/иридат. Проведен цикл исследований по созданию супергетеродинных СИС приемников диапазона 211 – 275 ГГц с квантовой чувствительностью. Определены основные характеристики приемника, достигнута шумовая температура менее 25 К в двухполосном режиме, реализована полоса промежуточных частот 4-8 ГГц. Разработаны технологии получения и модификации углеродных покрытий для полевых источников электронов с плотностями токов свыше 1000 А/см2 и управляющих сеток, увеличивающих в разы долговечность мощных СВЧ и СУБТГЦ устройств. Проведено теоретическое исследование и численное моделирование терагерцовых спектров, плазмонных и динамических неустойчивостей в структурах и метаматериалах на основе тонкопленочных полупроводниковых и графеновых слоёв Результаты НИР будут востребованы при создании сверхчувствительных приемных устройств ТГц диапазона для радиоастрономии, а также устройств в ТГц и среднем ИК частотных диапазонах, предназначенных для управления оптическим излучением.