Наносистемные устройства на основе кластерных биметаллических пленок для создания одноэлектронных приборов

Развитие современной электронной базы и постоянная миниатюризация электронных устройств и компонент требует разработки новой, наносистемой техники, способной устойчиво работать при низких напряжениях (до 0.1 В), являющихся запирающим напряжением для традиционных транзисторов и электронных логических элементов. Одним из возможных решений данной задачи является формирование тонкопленочных покрытий состоящих из микро- и наноразмерных кластеров, позволяющих создать отдельный класс материалов, обладающих рядом уникальных электрофизических свойств, зависящих не только от их состава, но и от топологии осаждаемых структур. Для синтеза подобных кластерных структур применяются различные схемы. Одним из перспективных направлений, позволяющих получать протяженные массивы наноструктур c управляемой морфологией, является лазерное осаждение наночастиц из растворов. В рамках данного проекта планируется разработать технологию формирования тонких биметаллических или полиметаллических пленок (на основе Au, Ag, Ni, Cu) демонстрирующих макроскопические квантовые эффекты (кулоновская блокада, смена режима проводимости тунелирование/прыжок и т.д.). Будет проведено всестороннее изучение электрофизических свойств и их связи со структурными свойствами (размер частиц, плотность расположения, среднее расстояние между кластерами, размерность кластера, количество слоев в системе и т.д.) получаемых пленок. На основе проведенных исследований будут разработаны лабораторные образцы новых электронных устройств, способных работать при низких напряжениях (до 0.1В) в нормальных условиях в том числе в режиме одноэлектронного транспорта.В результате выполнения проекта будет проведен широкий спектр исследований от процессов формирования островковых биметаллических пленок различных составов и образования в них биметаллических кластеров при использовании различных экспериментальных схем и условий лазерного воздействия, до исследования влияния морфологических свойств получаемых структур на их электрофизические свойства и развития в данных структурах таких эффектов, как: прыжковая проводимость, Кулоновская блокада, переключение проводимости и т.д. Конечным результатом выполненных исследований будет разработка лабораторного образца тонкопленочного транзистора, демонстрирующего режимы одноэлектронной проводимости, с возможностью смены режима транспорта электронов в зависимости от подаваемого напряжения и рабочей температуры. Таким образом, выполнение проекта решает актуальную задачу нанотехнологий – получение новых материалов с заданными свойствами.