Отзыв оппонента 2 (Научно-методические и физико-технологические принципы создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах)

отзыв официального оппонента, профессора кафедры «Микро- и наноэлектроника» НИЯУ «МИФИ», В,С, Першенкова 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) В государственной программе долгосрочного социально- экономического развития РФ ключевая роль отводится разработке и реализации важнейших направлений микро- и наноэлектроники.

Успехи в развитии этих областей электро никиопределяют научно-технический прогресс во всех сферах деятельности человека. Однако существующие физико-технологические пределы изготовления элементной базы нанометровых размеров приобретают в настоящее время особое значение. Это относится, прежде всего, к функциональным материалам, из которых производят элементы и радиоэлектронные приборы. Поэтому разработка новых научно-методических и физико-технологических принципов создания оптоэлектронных устройств на новых функциональных материалах, которой посвящена диссертация, следует считать весьма актуальной.

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в том, что на основании разработанных физико-технологических принципов разработаны основы качественно новых технологических процессов производства оптоэлектронных устройств с улучшенными качественными показателями. Так, следует отметить следующие практические результаты исследований: 1.

Разработанные базовые этапы технологического маршрута нового направления проектирования производственно-технологических процессов изготовления полупроводниковых материалов на основе изотопов исходных химических элементов. 2. Рекомендации, полученные в результате анализа технических решений изготовления изотопических наноструктур, необходимые для повышения качества оптоэлектронных устройств.

3. Научно-методические основы создания нового изотопического материала, значительно повышающего технический уровень оптоэлектронных устройств и волоконно-оптических систем передачи информации. 4. Физико-технологические принципы разработки, производства и применения модифицированных наноструктур как функциональной среды оптоэлектронных устройств нового поколения. Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том, что полученные новые научные результаты имеют важное значение для развития инновационной деятельности в области радиоэлектроники, а также для решения задач импортозамещения.

Следует отметить следующие новые результаты диссертационных исследований: 1. Новое научное направление развития производства базовых элементов оптоэлектроники на основе нового функционального материала в виде изотопических наноструктур. 2. Новые, защищенные патентами на способ изготовления, методы получения изотопических структур и полупроводникового графена с помощью пучка тепловых нейтронов.

3. Разработанные методики оценки эффективности технологии изготовления и применения модифицированных структур. 4. Разработанные научно-методические основы проектирования изотопических наноструктур. Во введении сформулирована и обоснована актуальность диссертационных исследований, определены объект, предмет, цель исследований, изложены научные результаты, представленные к защите, дана оценка новизны, достоверности, теоретической и практической значимости полученных в диссертации результатов, приведена структура и содержание работы, данные по ее апробации, практическому применению и реализации.

В первой главе рассмотрены основные перспективные направления развития базовых элементов оптоэлектроники. Рассмотрены актуальные направления повышения технического уровня базовых элементов оптоэлектроники, перспективы увеличения пропускной способности волоконно-оптических систем передачи информации ~ВОСП), вопросы повышения качества оптоэлектронных устройств с помощью нанотехнологий, физико-технологические пределы увеличения скорости передачи информации по ВОСП, физико-математическое моделирование изотопических наноструктур.

В диссертации проанализированы три направления увеличения пропускной способности ВОСП с помощью информационных и нанотехнологий. На основании проведенного анализа сделан вывод: существующие физические и технологические пределы уменьшения размеров базовых элементов оптоэлектроники свидетельствуют о том, что для увеличения скорости передачи информации и пропускной способности ВОСП требуются новые материалы (наноструктуры) и технологии их производства. Вторая глава посвящена исследованиям возможностей повышения пропускной способности ВОСП с помощью информационных и нанотехнологий.

Рассмотрено влияние информационных технологий уплотнения оптического волокна (ОВ) на пропускную способность ВОСП, проведена сравнительная характеристика информационных технологий уплотнения ОВ и дана оценка повышения пропускной способности ВОСП с помощью информационных и нанотехнологий. В результате исследований в третьей главе сделаны выводы: существует возможность оптимизации параметров ВОСП в зависимости от технологии уплотнения ОВ. Однако информационные технологии уступают нанотехнологиям по степени влияния на пропускную способность. В третьей главе приведены результаты исследований основных направлений перспективных физико-технологических принципов и методов формирования модифицированных наноструктур.

Представлена сравнительная характеристика качественных показателей различных видов нанотехнологий, рассмотрен изотопический эффект и создание на его основе изотопических наноструктур. Проанализированы физико-технологические основы изотопической нанотехнологии и основные принципы формирования модифицированных наноструктур на основе способа облучения тепловыми нейтронами, широко применяемого в силовой электронике и микроэлектронике. Проведенные исследования позволили сделать вывод: с помощью тепловых нейтронов возможно формирование изотопических наноструктур с требуемыми оптоэлектронными характеристиками. Предложенный способ изготовления изотопических наноструктур на основе пучка тепловых нейтронов включает результаты расчетов технологических параметров и достигаемого эффекта в виде оптоэлектронных характеристик нового функционального материала, В четвертой главе изложена разработанная методика проектирования изотопических многослойных структур на основе физико-математического моделирования.

Рассмотрены особенности и методы проектирования сверхрешеток, предложены физико-математические модели сверхрешеток с разным числом слоев и геометрическими размерами, дана оценка влияния качественных характеристик изготовления функциональных сред оптоэлектронных устройств на эффективность их работы. Исследования показали, что изотопические наноструктуры обладают уникальными свойствами за счет однородности кристаллической решетки и отсутствия дополнительных дефектов (отсутствия посторонних химических элементов и тяжелых изотопов), а также минимальными оптическими потерями из-за особенностей электрон-фононных взаимодействий внутри структуры.

В результате предложены научно-методические и физико-технологические принципы создания новых поколений наноструктур, обеспечивающих высокий технический уровень оптоэлектронных устройств на их основе. В пятой главе рассмотрены пути повышения технического уровня и качества базовых элементов ВОСП на основе применения модифицированных наноструктур. Проанализировано влияние базовых элементов ВОСП на увеличение скорости передачи информации, исследованы вопросы улучшения качества полупроводниковых лазеров, фотоприемников, оптических модуляторов, а также пропускной способности ВОСП за счет применения модифицированных наноструктур, В результате исследований разработана методика оценки эффективности новых наноструктур в улучшении качества базовых элементов и пропускной способности ВОСП и дана количественная оценка повышения технического уровня ВОСП.

Так, пропускная способность ВОСП за счет использования изотопических наноструктур в качестве функционального материала может увеличиться на порядок и выше. В шестой главе представлены исследования основных направлений разработок физико-технологических основ производства модифицированных наноструктур. Рассмотрена классификация основных функциональных сред и технологии их изготовления, предложен новый, запатентованный автором, метод получения полупроводникового графена, проанализированы особенности производства модифицированных наноструктур из кремния, а также методы комплексного анализа качества изотопических наноструктур.

В результате разработан технологический маршрут производства оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах. Отмечено, что базовые этапы этого маршрута реализуются с помощью отечественного оборудования на специализированных заводах и исследовательских реакторах РФ без дополнительных технологических изменений. По диссертационной работе имеются следующие замечания: 1.