Новости

9 ноября проводится экскурсия по лаборатории, на которой вы сможете подробнее узнать о научной работе в лаборатории, увидеть экспериментальные установки и познакомиться с коллективом лаборатории. Сбор в 17.15 в аудитории 2-82

Ученые лаборатории «Криоэлектроника» физического факультета провели исследования по разработке, созданию и изучению вычислительных электронных устройств на новых физических принципах. Физикам МГУ удалось создать одноэлектронный транзистор на основе 3-х атомов фосфора. О своей работе ученые рассказали в статье, которая была опубликована в журнале Nanotechnology.

«В серии последовательных процессов реактивно-ионного травления (РИТ) кремниевой структуры одноэлектронного транзистора удалось наблюдать по диаграммам стабильности постепенную трансформацию устройства от классического состояния с макроскопическим островом до одноатомного состояния, когда электронный транспорт в транзисторе осуществлялся через единичные примесные атомы», - рассказал автор статьи, старший научный сотрудник лаборатории «Криоэлектроника» физического факультета МГУ Владимир Крупенин

Рис 1. a) - концентрация (левая ось) и среднее расстояние между атомами фосфора (правая ось) в слое Si слоя. b) - d) - этапы изготовления транзистора (окраска цветами: темно-синий - верхний Si слой, зеленый – Cr электроды, серый – Al маска, коричневый - SiO2 изолирующий слой): b) - структура до реактивно-ионного травления (РИТ) Si слоя; c) - структура после анизотропного РИТ Si слоя; (d): структура после первого изотропного РИТ с зазором в центре Si наномостика.

Оптимизированные технологические процессы для изготовления нового устройства из кремния на изоляторе (КНИ) позволили увеличить коэффициент управления транзистора за счет приближения управляющего затвора к области локализации примесных атомов. Созданный сотрудниками факультета и НИИЯФ транзистор позволил изучить закономерности параллельного переноса электронов через три примесных атома фосфора. В результате исследования удалось обнаружить характерное расщепление кулоновских токовых треугольников, которое ранее было предсказано в теоретических работах.

Рис. 2. (a): расщепление токового треугольника; (b): поперечное сечение токового треугольника при низких туннельных напряжениях V = 2 мВ (S1) и V = 3 мВ (S2).

«По обнаруженному расщеплению удалось оценить среднее расстояние между примесными атомами фосфора в мостике транзистора. Продолжающиеся исследования проводятся в направлении поиска оптимальных кристаллических материалов и примесных атомов, которые определяют рабочую температуру одноатомного одноэлектронного транзистора и уровень его шумов. Исследователи надеются увеличить рабочую температуру подобных устройств вплоть до комнатной. Уже в ближайшее время планируется изготовление одноатомных транзисторов на основе нетрадиционных для полупроводниковой промышленности примесных атомов и кристаллических подложек», - заключил ученый.

Работа сотрудников физического факультета МГУ поддержана Российским Научным Фондом.

Оригинал новоcти: Официальный сайт физического факультета.

Ученые физического факультета и НИИЯФ МГУ провели исследования по разработке, созданию и изучению одноатомных твердотельных устройств. Результаты их работы опубликованы в журнале Nanoscale (DOI: 10.1039/C6NR07258E).

«Разработка, создание и исследование одноатомных структур являются продолжением и развитием работ по созданию классических и молекулярных одноэлектронных устройств, проводившихся в лаборатории «Криоэлектроника» с конца 80-х годов. Сотрудниками лаборатории были разработаны и экспериментально продемонстрированы уникальные наноэлектронные устройства: одноэлектронная ячейка памяти с рекордным временем хранения единичного электрона, одноэлектронный транзистор с уникальной зарядовой чувствительностью, первый в мире молекулярный одноэлектронный транзистор, работающий при комнатной температуре, и наконец - одноатомный одноэлектронный транзистор», - рассказывает старший научный сотрудник лаборатории «Криоэлектроника» физического факультета МГУ Владимир Крупенин.

Размер базового элемента созданного транзистора приближается к физическому пределу: ученые создали твердотельное электронное устройство, размер элементов которого приближается к атомным размерам. Рабочим элементом одноатомного одноэлектронного твердотельного транзистора стал одиночный примесный атом мышьяка, размещенный между туннельными и управляющими электродами в приповерхностной области тонкого монокристаллического кремниевого слоя толщиной 50 нм, расположенного на поверхности диэлектрической подложки. Электрический ток в таком транзисторе - это последовательный пространственно-коррелированный туннельный перенос одиночных электронов между транспортными электродами через выделенный примесный атом. Выделенный примесный атом мышьяка, находящийся в приповерхностном слое кристалла кремния, работает как сверхмалый проводящий остров, который может содержать в себе положительный и отрицательный заряд величиной в несколько электронов. Эффективный размер такого острова для атома мышьяка в кристаллическом кремнии составляет всего 2-3 нм. Основной особенностью одноатомного одноэлектронного транзистора и его существенным отличием от одноэлектронных транзисторов на основе молекул и квантовых точек является специфический одночастичный энергетический спектр электронов выделенного примесного атома. Расстояние между электронными уровнями энергии примесного атома уменьшается по мере роста энергии уровня и его приближения к дну зоны проводимости, что свойственно свободным атомам. Наличие такого энергетического спектра позволяет однозначно идентифицировать туннелирование электронов через выделенный атомный центр по измеренной токовой диаграмме стабильности, в которой максимальная величина блокады транспортного тока монотонно уменьшается по мере увеличения управляющего напряжения.

«Полученные результаты позволяют надеяться на разработку в будущем промышленной технологии создания одноэлектронных одноатомных вычислительных устройств и устройств памяти, работающих на новых физических принципах. Среди таких потенциальных устройств можно отметить квантовые вычислительные устройства и так называемые одноэлектронные одноатомные зарядовые клеточные автоматы, в которых отдельные примесные атомы будут играть роль клеток, между которыми передается заряд или состояние поляризации. Что немаловажно, разработанная технология изготовления совместима с традиционной КМОП технологией, а предложенное устройство является масштабируемым, что позволяет изготавливать СБИС», - заключил ученый.

Работа ученых МГУ по созданию и изучению одноатомных одноэлектронных устройств поддержана Российским Научным Фондом.

Оригинал новости: http://phys.msu.ru/rus/news/archive/201704221247/

Если Вас заинтересовала деятельность лаборатории, ждём вас в любое время с 11 до 18 в комнатах 2-56 (молекулярная одноэлектроника), Ц-49а (наноэлектроника), 2-68а (сверхпроводниковая электроника), 3-79 (системы и устройства на основе низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводников).

6 июля на Физическом факультете МГУ состоялось торжественное открытие учебно-методического центра литографии и микроскопии. В церемонии открытия приняли участие ректор МГУ академик Виктор Антонович Садовничий, декан физического факультета Николай Николаевич Сысоев, управляющий группы компаний ОПТЭК, представляющей концерн Carl Zeiss и компанию Raith в России, Максим Семёнович Игельник и заведующий лабораторией «Криоэлектроника» Олег Васильевич Снигирев.

Учебно-методический центр литографии и микроскопии — результат сотрудничества Физического факультета МГУ и концерна Carl Zeiss — лидера в области электронной микроскопии. В 2014 году было подписано соглашение о сотрудничестве и принято решение о создании Центра. На сегодняшний день Центр является первым в Московском университете обладателем сертификатов классности для работ в области наноэлектроники, полученный при его создании опыт будет применён при реализации проекта научно-технологической долины «Воробьёвы горы».

«Это первая лаборатория в стенах Физического факультета, где оборудованы и сертифицированы чистые комнаты, созданы все условия не только для научной работы, но и для изготовления прототипов промышленных устройств. Направления работы самые резные: это наноэлектроника, молекулярная одноэлектроника, сверхпроводниковая электроника, биосенсоры, микроэлектромеханические системы и многое другое. В лаборатории будут проводиться работы по междисциплинарным проектам с привлечением научных групп других факультетов и подразделений МГУ», — рассказывает Николай Николаевич Сысоев.

Центр снабжён новейшим оборудованием, которое позволит проводить фундаментальные исследования и решать прикладные задачи. В чистых помещениях установлены современные световые, электронные, материаловедческие микроскопы, некоторые из них впервые на апробации в России. Учёные физического факультета рассказали Виктору Антоновичу, что уже открыли новую недокументированную функцию одного из микроскопов — оказалось, что на нём можно выполнять травление фоторезиста.

На базе Учебно-методического центра литографии и микроскопии будут активно проводиться совместные образовательные мероприятия, в том числе международные: мастер-классы, лекции, научно- практические семинары. Проекты Минобрнауки "Разработка физических основ технологии получения высокотемпературных сверхпроводящих проводов 3-го поколения и исследование их характеристик», а так же «Разработка наносенсорной биомагнитной тест-системы на основе нуклеиновых кислот для быстрого детектирования заболеваний разной этиологии», выполняемые физическим факультетом совместно с НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского и Chalmers University of Technology (Швеция) будут реализовываться в Центре. Также уже известно, что Центр станет базой проекта Российского научного фонда по исследованию транзисторов «Исследование металлических и полупроводниковых наноструктур для создания элементной базы информационных систем нового поколения».

Оригинал новости и фотографии:  http://phys.msu.ru/rus/news/archive/201607081154/.

Обновился список курсовых работ для студентов второго курса.

Подкатегории

В разделе представлена информация о научных семинарах лаборатории «Криоэлектроника», начиная с сентября 2014 года. С 8 декабря 2014 года семинары лаборатории объединены с семинарами кафедры физики полупроводников. 

Об отсутствующих в списке семинарах просьба сообщать администрации через форму обратной связи.