Математические модели и интеллектуальные методы исследования полупроводниковых периодических наноструктур для проектирования функциональных нанокомпозитов, применяемых в устройствах микроэлектроники

Проект направлен на решение актуальной проблемы радиофизики и наноэлектроники, связанной с выявлением фундаментальных закономерностей изменения электрических свойств (диэлектрической проницаемости, проводимости) полупроводниковых наноструктур, состоящих из периодически чередующихся образцов с различными свойствами и геометрической конфигурацией, при взаимодействии с электромагнитным излучением в терагерцовом и суб-терагерцовом - областях частот. Задачи исследования: (1) Разработка математических моделей, описывающих комплексные диэлектрическую проницаемость и проводимость полупроводниковых периодических наноструктур при взаимодействии с внешней системой, генерируемой электромагнитное поле суб-терагерцового и терагерцового диапазонов; (2) Анализ динамики электрических характеристик полупроводниковых периодических наноструктур и выявление фундаментальных закономерностей изменения комплексных диэлектрической проницаемости и проводимости при варьировании параметров наноструктуры, внешней системы, а также учете анизотропии и функциональных связей между геометрическими и электрическими свойствами исследуемых объектов; (3) Разработка методики фрактального анализа и ее применение для оценки сложности и составления прогноза динамики электрических характеристик широкозонных полупроводниковых наноструктур; (4) Изучение возможности реализации нелинейных режимов динамики электрических свойств в полупроводниковых периодических наноструктурах при различных режимах внешнего воздействия (периодическое, квазипериодическое, хаотическое) в суб-терагерцовом и терагерцовом диапазонах. (5) Разработка интеллектуальной технологии прогнозирования электрофизических свойств полупроводниковых наноструктур и проектирования новых нанокомпозитов. (6) Верификация полученных теоретических выводов и расчетов с использованием экспериментальных образцов GaAs/AlGaAs, GaSb/InAs, SiO/Si3N4, Si/SiO2. Результаты исследований не только позволят получить дополнительную информацию об электрических характеристиках полупроводниковых периодических наноструктур, но и существенно расширят возможности прогнозирования электрических свойств новых нанокомпозитных материалов, применяемых в процессах генерации и усиления сигналов в суб-терагерцовом и терагерцовом диапазонах, высокоскоростных терагерцовых системах связи и создания новых поколений процессоров с рабочей частотой в терагерцовом диапазоне.