Структурные, оптические и электрофизические свойства низкоразмерных гетероструктур полупроводник-диэлектрик на основе элементов 4 группы и соединений А3В5, нитридов, оксидов и металлов для нано-, нейроморфной электроники и квантовой информатики

Объектом исследований являлись природа оптически и электрически активных дефектов, квантовых точек и ловушек в полупроводниковых гетероструктурах на основе алмаза, кремния, соединений А3В5 и диэлектриков SiON, HfO2, HfxZr1-xO2, Al2O3, BN и других. Целью работы было развитие способов формирования полупроводниковых гетероструктур, состоящих из монокристаллических слоёв алмаза, кремния, германия и их соединений, изолирующих слоёв оксинитридов кремния и оксидов металлов, подложек кремния и сапфира; изучение природы оптически и электрически активных дефектов и ловушек на гетерограницах и в диэлектриках SiO2, Si3N4 и оксидах металлов; механизмов транспорта носителей заряда и излучений оптически активных центров для приборов квантовой информатики, нано- и СВЧ электроники; а также свойств электронных систем с сегнетоэлектрическими мемристорами и транзисторами для нейроморфной электроники. Важнейшим достижением исследований является демонстрация сверх радиационно-стойких МДП и ПДП гетероструктур КНИ и КНС с наноламинированным диэлектрическим стеком HfAlO, сохраняющих работоспособность после облучения дозами свыше 30 Мрад. Важнейшим результатом проекта явилась разработка и изготовление сегнетоэлектрических конденсаторов со структурой M/FЕ/M, а использование NbN в качестве электродов позволило получить более стабильный сегнетоэлектрический конденсатор, выдерживающий не менее 1010 циклов переключения. Результаты проведенных исследований могут быть применены для создания гибридных оптоэлектронных схем, мощных МДП и сегнетоэлектрических транзисторов, устройств искусственного интеллекта и квантовой обработки информации.