Наногетероструктуры А3В5 с активной областью на основе позиционируемых квантовых точек для перспективной элементной базы интегральной нанофотоники, квантовых коммуникаций и вычислений

Одним из наиболее многообещающих направлений дальнейшего развития микроэлектроники и нанофотоники, призванных преодолеть фундаментальные ограничения существующей полупроводниковой технологии, является создание новых вычислительных и телекоммуникационных платформ гибридного типа, сочетающих преимущества классической и квантовой электроники – систем квантовых коммуникаций, оптических и квантовых вычислений. Развитие данных платформ, в свою очередь, требует разработки соответствующей элементной базы и технологий ее создания, которые обеспечивали бы, с одной стороны, необходимый набор функциональных характеристик элементов и устройств, а с другой – воспроизводимость, масштабируемость и совместимость с существующими производственными процессами и технологиями. В этом отношении весьма многообещающим представляется использование низкоразмерных систем на основе эпитаксиальных самоорганизующихся наноструктур А3В5 (квантовых точек, нанопроволок и т.д.) в качестве активной области интегральных компактных излучателей, в т.ч. одиночных и запутанных фотонов, являющихся одним из базовых компонентов оптоэлектронных и фотонных систем, а также перспективных транзисторных и фотоприемных структур. Причем, в ряде случае, такие структуры весьма перспективны с точки зрения прямой, монолитной интеграции полупроводников А3В5 и кремниевых подложек. Проект направлен на разработку и исследование подходов, методов и технологий управляемого эпитаксиального синтеза полупроводниковых самоорганизующихся наноструктур А3В5 (квантовых точек и нанопроволок), совместимых с базовыми технологическими процессами полупроводниковой технологии, направленных на достижение следующих целевых результатов: - создание наногетероструктур А3В5 с активной областью на основе позиционируемых квантовых точек и технологий их создания для элементной базы интегральной нанофотоники, квантовых коммуникаций и вычислений; - создание наноструктур А3В5 на кремнии и технологий их создания для элементной базы интегральной наноэлектроники нового поколения и нанофотоники. Данные структуры и технологии будут востребованы практически во всех актуальных направлениях физики и технологии полупроводников, где используются квантовые точки и нанопроволоки А3В5, а также требуется локализация и селективность их формирования: источники одиночных и запутанных фотонов, микро- и нанолазеры, клеточные автоматы, транзисторы на основе нанопроволок на кремниевых подложках, а также транзисторные структуры на основе одиночных и одномерных цепочек квантовых точек, элементы памяти на основе квантовых точек и нанопроволок и т.д. Таким образом, результаты проекта будут способствовать развитию технологии элементной базы таких перспективных направлений, как наноэлектроника, нанофотоника, интегральная оптоэлектроника, квантовые вычисления и коммуникации – основы информационно-телекоммуникационных технологий будущего.