Квантовые структуры для посткремниевой электроники

Целью проекта является создание физических основ технологий, установление фундаментальных физических закономерностей квантовых и топологических полупроводниковых материалов и структур, определение возможностей их использования для перспективной пост-кремниевой электроники на новых физических принципах. Достижение этой цели потребовало решения ряда фундаментальных и прикладных задач по разработке новых физических подходов и конструкций полупроводниковых квантовых гетероструктур и создания прототипов перспективных приборов нанофотоники, оптоэлектроники, наноэлектроники и спинтроники; разработки технологии создания гетероструктур для матричных ИК фотоприёмных устройств и перспективных приборов квантовой электроники; разработки нанотехнологий создания и установление новых фундаментальных закономерностей в физических свойствах квантовых систем и графеноподобных гетероструктур, топологических изоляторов (ТИ) и полуметаллов Вейля; сверхпроводящих гетероструктур с различным числом слоев и с различной степенью нестехиометрического беспорядка и определения критериев протекания джозефсоновских токов в системе внутренних джозефсоновских контактов как возможных источников высокочастотных сигналов. В результате выполнения проекта впервые разработаны подходы для установления основных электрофизических, оптических и транспортных свойств полупроводниковых гетероэпитаксиальных структур на основе соединений А3В5 и А2В6 для матричных ФПУ и лазеров ИК диапазона, малошумящих ОЛФД, ансамблей NV-центров в алмазных наноструктурах, гетероструктур на основе графена и графеноподобных материалов для химических и биологических сенсоров, слоистых сверхпроводящих соединений, гибридных полупроводниковых структур и ряда топологических изоляторов с целью дальнейшего использования в электронных устройствах. В результате исследования был обнаружен ряд новых физических эффектов, электронных, оптических и магнитных свойств перспективных материалов и гетероструктур, установлены не выявленные ранее закономерности. Практическая значимость результатов заключается в возможности использования полученных в ходе выполнения проекта материалов и систем в устройствах перспективной электроники и целом семействе сенсоров на их основе.