Отзыв оппонента 1 (Научно-методические и физико-технологические принципы создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах)

отзыв официального оппонента Портнова З.Л. на диссертационную работу Журавлевой Любови Михайловны «Научно- методические и физико-технологические принципы создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.02.22 Организация производства (в области радиоэлектроники) Актуальность диссертационной работы.

Развитие электроникии оптоэлектроники является основой высокоскоростных телекоммуникационных технологий, к которым относятся волоконнооптические системы передачи информации (ВОСП). Одним из приоритетов развития оптоэлектроники и оптоэлектронных устройств является разработка и производство материалов, технологий и изделий для ВОСП.

Для обеспечения высокого технического уровня ВОСП необходимо создание перспективных базовых элементов на новых физико-технологических принципах. Поэтому создание научно-методических принципов разработки, производства и применения модифицированных наноструктур как функциональной основы оптоэлектронных устройств нового поколения и соответствующих производственно-технологических процессов является весьма актуальной задачей. Практическая значимость результатов исследования заключается в разработанных принципах новых технологических процессов производства оптоэлектронных устройств с высоким техническим уровнем по основным показателям функционирования, что позволит; 1)повысить пропускную способность ВОСП на порядок и выше; 2) значительно повысить чувствительность фотоприемников и соответственно увеличить длину усилительных участков; 3) повысить в два раза канальную скорость передачи сигналов для оптических модуляторов и соответственно увеличить скорость передачи информации; 4) уменьшить ширину спектра излучения полупроводниковых лазеров и соответственно увеличить длину регенерационных участков, Научная новизна работы заключается в разработке: 1) нового научно обоснованного направления развития производства базовых элементов оптоэлектроники и ВОСП; 2) основ новой технологии производства наноструктуированного материала для оптоэлектроники на базе изотопов химических элементов; 3) рекомендаций для повышения качества оптоэлектронных устройств на основании исследований оптоэлектронных характеристик изотопических наноструктур; 4) методики оценки эффективности технологии изготовления, применения модифицированныхнаноструктур; 5) методики проектирования новых материалов и процесса его изготовления; б) нового способа получения полупроводникового графена (перспективной функциональной среды), повышающего качество элементной базы оптоэлектроники.

Содержание диссертационной работы Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложения и списка литературы. Во введении достаточно убедительно обоснована актуальность диссертационных исследований, определены объект, предмет и цель исследования, изложены научные результаты, дана оценка новизны, достоверности, практической и теоретической значимости. Первая глава посвящена рассмотрению основных перспективных направлений развития базовых элементов оптоэлектроники. Проанализированы актуальные направления повышения технического уровня и качества ВОСП (повышения пропускной способности), значение нанотехнологий и изотопической наноинженерии, физические и технологические пределы повышения скорости передачи информации по ВОСП, сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена исследованиям возможноти повышения пропускной способности ВОСП с помощью нано- и информационных технологий. Приведена сравнительная характеристика технологий временного и волнового уплотнений оптического волокна. По результам исследований во второй главе сделан вывод о том, что существует возможность оптимизации параметров ВОСП (энергетические характеристики, длина усилительного участка, скорость передачи информации, качество) в зависимости от выбора технологии уплотнения; информационные технологии уступают нанотехнологиям по степени влияния на пропускную способность ВОСП. В третьей главе представлены результаты сравнительных иследований перспективных физико-технологических принципов и методов формирования наноструктур как функциональных сред оптоэлектронных устройств.

Рассмотрены качественные показатели различных нанотехнологий. Проанализированы особенности изотопического эффекта и возможности создания изотопическихнаноструктур. Предложены основные принципы и методы формирования модифицированных наноструктур на основе тепловых нейтронов. Исследования в третьей главе показали, что с помощью пучка тепловых нейтронов обеспечивается формирование более плотных слоев в полупроводниковом материале. Для этого приведены результаты расчетов основных технологических параметров (интегрального потока нейтронов, разрешающей способности по энергии нейтронов и т.д.). В четвертой главе предложена методика проектирования сверхрешеток с применением физико-математического моделирования многослойных функциональных сред.

Рассмотрены особенности и методы проектирования сверхрешеток, физико-математическая модель сверхрешетки на примере многослойного волновода, физико-математическая модель низкоразмерной сверхрешетки с бесконечным числом слоев. Дана оценка влияния качественных характеристик изготовления функциональных сред оптоэлектронных устройств на эффективность их работы.

Результатом работ по четвертой главе являются научно-методические и физико- технологические принципы создания новых поколений наноструктур, обеспечивающих высокий технический уровень оптоэлектронных устройств. В пятой главе исследованы пути повышения технического уровня и качества базовых элементов ВОСП на базе изотопических сверхрешеток в качестве функциональных сред полупроводниковых лазеров, фотоприемников, оптических модуляторов.

Исследовано влияние базовых элементов ВОСП на повышение скорости передачи оптических сигналов, повышение качества полупроводниковых лазеров, фотоприемников, оптических модуляторов с применением модифицированных наноструктур. В результате исследований в пятой главе доказано, что пропускная способность ВОСП может увеличиться более, чем на порядок в случае использования модифицированных наноструктур. В шестой главе представлены базовые этапы технологических маршрутов производства изотопических наноструктур и нового поколения базовых элементов ВОСП на их основе. Рассмотрены технологии изготовления функциональных сред базовых элементов ВОСП, предложены новые физико- технологические основы получения граф ена, приведены особенности производства модифицированных наноструктур из кремния и методы комплексного анализа их качества.

В результате анализа представленной технологической цепочки производства оптоэлектронных устройств на модифицированных наноструктурах сделан вывод: все этапы технологического маршрута изготовления изотопических сверхрешеток по отдельности — это комплексное применение отработанных технологических операций, которые реализуются с помощью отечественного оборудования на специализированных заводах и исследовательских реакторах РФ без дополнительных технологических изменений.

В заключении представлены основные выводы и результаты по диссертации. По работе отмечаются следующие недостатки. 1.Выводы по первой обзорной главе носят общий, аннотационный характер. Желательно было бы усиление информационно-аналитических акцентов по перспективам развития ВОСП. 2.В работе показана и обоснована достигаемая эффективность от применения разработанных автором модифицированных наноструктур для существенного повышения важнейшего функционального параметра волоконно-оптических систем передачи информации,Но не приведены данные по другим важным параметрам: информационной эффективности, энергетической эффективности. З.В разделе работы, посвященном установлению эффективности применения модифицированных наноструктур как функциональной среды в оптоэлектронных изделиях для ВОСП (пятая глава1, определение достигаемой эффективности оптических модуляторов по частоте модуляции проведено без учета влияние различных форматов оптической модуляции.

4.Часть выводов по третьей главе (второй и третий) о дифракционных искажениях технологий, влияющих на качество формируемых функциональных сред, близки по смыслу. Их можно было бы объединить в один вывод. 5.Имеются повторы формулировок по тексту работы, например, определение нанотехнологий (с. 15, 29), определение изотоптроники (с.83,с.90), изотопической наноинженерии (с. 84, с.90). 6.8 работе имеет место терминологическая недоработка в части определения модифицированныхнаноструктур (функциональных сред) как «изотопически чистые материалы»(с. 159), «изотопически однородный материал»(с. 209), «изотопические структуры» (с. 210). Перечисленные выше недостатки не снижают ценность и практическую значимость диссертации, которая является законченным научным исследованием.

Количество и содержание публикаций в журналах и выступлениях на конференциях вполне достаточно для освещения результатов, полученных в диссертации. Результаты опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК, в журналах из БД 5соры. По результатам исследований опубликованы три монографии, также автором получены четыре патента на способ изготовления.