Твердотельные наноструктуры для компонентной базы информационных технологий

Рассмотрены основные источники и детекторы ТГц излучения с целью применения в спектроскопии высокого разрешения, проанализированы их достоинства и недостатки, выбраны наиболее оптимальные для проведения спектральных исследований многокомпонентных газовых смесей биологического происхождения, в частности, выявления потенциальных маркеров меланомы. В работе исследована возможность снижения удельного сопротивления омического контакта к эпитаксиальным слоям алмаза n-типа за счет использования сильнолегированных фосфором слоев и вариации разных материалов для металлизации. Достигнуто удельное сопротивление омических контактов к алмазу n-типа 0,054 Ω•см2. ВАХ полученных контактов имеет линейный характер. Представлены результаты экспериментального исследования и теоретического моделирования спектров фотолюминесценции (ФЛ) растянутых Ge микромостиков с улучшенным теплоотводом от активной области. Показано, что в исследуемых структурах во всём рассмотренном диапазоне температур (от 80 K до 300 K) основной вклад в сигнал ФЛ микромостиков вносит сигнал, связанный с излучательными переходами из Г-долины в валентную зону. Продемонстрировано, что, в отличие от свободновисящих мостиков, Ge микромостики, в которых для улучшения теплоотвода реализована адгезия к нижележащим слоям, не подвергаются дополнительному растяжению при уменьшении температуры. Выполнены спектральные измерения ниобиевого массива джозефсоновских контактов с целью оценки ширины линии джозефсоновского излучения. Массив состоит из 9996 последовательно соединённых контактов Nb/NbSi/Nb, занимающих площадь 5x7 мм2 на кремниевой подложке. Для анализа спектра джозефсоновского излучения использовались супергетеродинные сверхпроводниковые приёмники со смесителем на основе перехода сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник Nb/AlOx/Nb. Получена зависимость ширины линии основной гармоники джозефсоновской генерации от положения на вольтамперной характеристике и от числа подключаемых частей массива. Минимальная ширина линии в этих измерениях составила 1.5 МГц. Также наблюдалась линия, соответствующая второй гармонике джозефсоновской генерации. Отработана технология изготовления туннельных магниторезистивных (ТМР) контактов на основе слоев CoFeB/MgO/CoFeB с характерными латеральными размерами от 200 до 700 нм с использованием комбинации электронных резистов HSQ/PMMA. Для исследования процессов перемагничивания в полученных образцах были проведены измерения кривых магнетосопротивления. Показано, что в зависимости от структуры магниточувствительного слоя и геометрических параметров ТМР контактов реализуются элементы как с вихревым, так и c квазиоднородным распределением намагниченности свободного слоя. При этом в последних ширина фронта перемагничивания составляет от 2 до 6 Э. В работе исследована микроструктура интерфейсов Cr/Be зеркал. Cr/Be структура интересна тем, что по расчету она превосходит W/B4C в разы по спектральной селективности при сопоставимых, либо превышающих значениях коэффициента отражения в диапазоне энергий фотонов 10-40 кэВ и при одинаковых величинах периода. Мы обнаружили, что в диапазоне толщин периодов 2,26 – 0,8 нм величина ростовой шероховатости Cr/Be зеркал не зависит от толщины периода и составляет 2 Å. Выделение шероховатости позволило также оценить взаимопроникновение материалов слоёв и обусловленное этим падение оптического контраста, составившее от 0,85 до 0,17 по сравнению с идеально резкой структурой. В рамках проделанной работы предложен новый способ определения внутренних напряжений в тонких пленках с высокой точностью (Δs ~ ±0,24 МПа). Получена новое многослойное рентгеновское зеркало Mo/Be/Si, которая обеспечивает высокий уровень отражательной способности на длине волны 13,5 нм (R~66-67%) при нулевом уровне внутренних напряжений. В работе исследована вольт-амперная характеристика и спектр напряжения джозефсоновского контакта под действием импульсов тока в рамках резистивно-шунтированной модели. Изучена возможность использования джозефсоновских контактов из высокотемпературных сверхпроводников для создания квантового синтезатора переменного напряжения.