Функциональные материалы для приборостроения

Разработка совместимых с кремниевой технологией методик формирования диэлектрических материалов с низкой величиной диэлектрической проницаемости, проводящих оксидов, активных диэлектриков и гетерофазных композитов на их основе. - Анализ структурных и физических свойств функциональных слоев диэлектрических материалов с низкой величиной диэлектрической проницаемости, проводящих оксидов, активных диэлектриков и гетерофазных композитов на их основе. Установление взаимосвязей состав-структура-свойства для изучаемых классов соединений. - Достижение баланса взаимоконкурирующих физических свойств разработанных материалов, критических для интеграции в полупроводниковые технологии. Создание макетных образцов полупроводниковых структур с использованием разработанных материалов и технологических процессов. - Отбор и создание образцов двумерных полупроводниковых материалов и гибридных структур на их основе (полупроводниковых гетероструктур и экситон-плазмонных материалов), а также квазидвумерных магнетиков. - Определение, физико-химическое обоснование и оптимизация методов и технологических режимов синтеза образцов фаз разрабатываемых оксидных систем (состава шихты, температурных режимов, метода и режима роста монокристаллов и др.); - получение образцов рассматриваемых фаз в виде керамики, монокристаллов, текстур и композитов; - определение особенностей кристаллической структуры полученных образцов, комплексные исследования их физических свойств (электрических, магнитных, диэлектрических, пьезоэлектрических, пироэлектрических, электретных и др.), выявление новых фаз оксидных систем с особыми физическими свойствами; - построение комплексных фазовых диаграмм изучаемых твердых растворов на основании анализа результатов рентгенофазового и рентгеноструктурного анализов, диэлектрической спектроскопии, изучения пиро-, пьезо- и сегнетоэлектрических откликов; - изучение влияния на свойства образцов изучаемых фаз метода их получения и различных технологических параметров (состава шихты, температурного режима, скорости роста и др., послеростовой обработки кристаллов, дефектности структуры, примесных фаз и др.); - выбор наиболее перспективных для практических применений в устройствах электронной техники фаз и твердых растворов на их основе, оптимизациях режимов их получения; - анализ и обобщение полученных данных о структуре и свойствах кристаллов, раскрытие закономерностей связей состав-структура-микроструктура-свойства для образцов рассматриваемых фаз, использование их для совершенствования технологий получения образцов, для раскрытия природы возникновения в них особых физических свойств. - Поиск и исследование новых магнитоэлектрических эффектов в пленочных и объемных гетероструктурах в широком диапазоне частот, магнитных и электрических полей и исследование возможностей управлениях параметрами эффектов с помощью внешних воздействий. - Создание и исследование прототипов высокочувствительных датчиков физических величин и управляемых устройств электроники и микросистемной техники с использованием магнитоэлектрических эффектов в мультиферроидных гетероструктурах. - Разработка методов улучшения характеристик однокомпонентного мультиферроика феррита висмута на основе замещения трехвалентных ионов висмута (Bi3+) на двухвалентные ионы бария (Ba2+) и свинца (Pb2+), а также трехвалентных ионов железа (Fe3+) на трехвалентные ионы (Sc3+) и Сr3+) на пространственную спин-модулированную структуру циклоидного типа, ее параметры, магнитные и валентные состояния ионов железа в мультиферроиках Bi(1-x)AxFe(1-y)TyO3 (A = Ca, Pb: T= Sc, Cr; x, y = 0 – 0.1). - Разработка технологий изготовления композитных мультиферроидных гетероструктур разной геометрии на основе современных и перспективных магнитострикционных, магнитоэластичных, пьезоэлектрических и электрострикционных материалов и исследование их диэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических характеристик. - Компьютерное моделирование распределения электромагнитных полей в структурах на основе двумерных материалов, оценка их эффективного оптического поглощения. - Исследование условий формирования различных неравновесных состояний (негибридных ДПМ) (электронно-дырочная плазма, яркие/темные или захваченные экситоны, трионы), экспериментальное выделение каждого из возбуждений по спектрам люминесценции, определение характерных времен жизни. - Исследование условий плазмонного усиления в гибридных ДПМ, а также влияния сильной экситон-плазмонной связи на спектральные характеристики квазидвумерных полупроводников и характерные времена релаксации их электронных подсистем. - Анализ эмиссионных характеристик ТГц излучения, возникающего под действием фемтосекундных лазерных импульсов в ферроидных материалах и гибридных ДПМ, а также разработка методов эффективного контроля поляризации генерируемого ТГц излучения. - Создание макетных образцов полупроводниковых структур с использованием разработанных материалов и технологических процессов. - Анализ существующего программного обеспечения с открытым кодом, предназначенного для проектирования СБИС. Выбор и обоснование оптимальных маршрутов проектирования цифровых и аналоговых схем на основе ПО с открытым кодом. - Разработка организационно-технических мер противодействия внедрению аппаратных троянов в проектные решения. Разработка доверенных маршрутов проектирования на основе ПО с открытым кодом. - Получение проектных решений на основе разработанных доверенных маршрутов проектирования и их апробация на примерах проектирования микропроцессоров с открытой архитектурой, схем АЦП и ЦАП.