Отзыв оппонента 3 (Научно-методические и физико-технологические принципы создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах)

отзыв официального оппонента Безродного Бориса Федоровича на диссертационную работу Журавлевой Любови Михайловны на тему: «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 темы диссертации В реализации важнейших направлений развития оптоэлектроники„как и электронной промышленности в целом, первостепенное значение имеет разработка и производство материалов, технологий и изделий на новых физико-технологических принципах, применение которых позволяет на порядки повысить быстродействие и в целом технический уровень систем и устройств автоматики, телемеханики и связи.

Особенно остро такая задача стоит для систем обеспечения безопасности движения поездов и эффективного управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте. Диссертационная работа Журавлевой Л.М. посвящена решению важной проблемы получения наноструктур с принципиально новыми свойствами, проектирования на их основе оптоэлектронных устройств, удовлетворяющих современным требованиям и организации их качественного производства за счет применения новых физико- технологических принципов, Поэтому тему диссертационного исследования Журавлевой Л.М. следует признать актуальной.

Анализ содержания диссертации Диссертация состоит из шести глав, введения, заключения, списка литературы и приложения. Во введении обосновывается актуальность диссертационных исследований, приводятся определения объекта, предмета и цели исследования, излагаются его основные научные результаты, а также содержатся оценки их новизны, достоверности, практической и теоретической значимости. В первой главе рассмотрены актуальные направления повышения технического уровня и качества базовых элементов ВОСП, перспективы повышения пропускной способности ВОСП, физические и технологические пределы повышения скорости передачи информации по ВОСП.

С учетом значения нанотехнологий в повышении технического уровня оптоэлектронных устройств и физико-математического моделирования модифицированных структур на основе изотопической наноинженерии определены задачи исследования. Во второй главе представлены результаты исследования возможности повышения пропускной способности ВОСП с помощью нано- и информационных технологий. Рассмотрена сравнительная характеристика технологий ПЭМ и %1)М, дана оценка возможности повышения пропускной способности ВОСП с помощью информационных технологий и нанотех полог ий уплотнения оптического волокна.

В результате исследования сделан вывод, что существует возможность оптимизации параметров ВОСП в зависимости от выбора технологий уплотнения, а информационные технологии при этом уступают нанотехнологиям по степени влияния на пропускную способность. В третьей главе приведены результаты исследований перспективных физико-технологических принципов и методов формирования модифицированных наноструктур. Показана эффективность применения в разработках, экспериментальных и промышленных производствах технологий изотопических наноструктур, широко применяемых в микроэлектронике и способных формировать наноструктуры с заданными физико-технологическими путем изменения характеристиками изотопического состава исходного вещества.

В результате предложен новый, защищенный патентами автора, способ изготовления модифицированных наноструктур с помощью пучка тепловых нейтронов. На примере кремния показано„что метод облучения тепловыми нейтронами способен сформировать плотные слои многослойных структур и обеспечить высокую точность изготовления геометрических размеров. В четвертой главе изложены результаты исследований характеристик изотоп ических сверхрешеток на основе физикоматематического моделирования, приведены особенности и методы проектирования сверхрешеток, а также осуществлены оценки влияния качественных характеристик изготовления функциональных сред оптоэлектронных устройств на эффективность их работы.

Результатом исследований, представленных в четвертой главе, является разработка научно-методических и физико-технологических принципов создания новых поколений наноструктур, обеспечивающих высокий технический уровень оптоэлектронных устройств на их основе. Разработанные автором новые способы изготовления модифицированных изотопических наноструктур являются научной основой для организации производства оптоэлектронных устройств нового поколения. Пятая глава посвящена исследованиям повышения качества базовых элементов ВОСП (полупроводниковых лазеров, фотоприемников, оптических модуляторов) с помощью новой функциональной среды в виде изотопических наноструктур, а также пропускной способности и скорости передачи информации.

В результате исследований были получены следующие выводы. Применение нового материала обеспечит повышение пропускной способности ВОСП более чем на порядок за счет: 1) уменьшения полосы излучения полупроводниковых лазеров в два раза; 2) повышения в четыре раза чувствительности фотоприемников; 3) увеличение скорости модуляции минимум в два раза. Шестая глава посвящена разработке базовых этапов технологического процесса производства изотопических наноструктур и оптоэлектронных устройств нового поколения как дальнейшго развития разработанных научно-методических и физико-технологических принципов создания оптоэлектронных приборов.

Рассмотрены функциональные среды базовых элементов В ОСП и технологии их изготовления, физико- технологические основы получения полупроводникового графена, особенности производства модифицированных наноструктур из кремния. В итоге представлен разработанный технологический процесс производства оптоэлектронных устройств на модифицированных наноструктурах, каждый этап которого реализуется с помощью отечественного оборудования без дополнительных технологических изменений. Научная новизна Научная новизна работы заключается в разработке нового научного направления развития производства базовых элементов оптоэлектроники и волоконно-оптических систем передачи информации ~ВОСП) на модифицированных наноструктурах, позволяющих значительно улучшить за счет повышения чистоты оптоэлектронные характеристики функциональной среды и скорости носителей заряда.

Так, в результате исследований разработаны: 1) основные принципы новой технологии, повышаюшей эффективность производства наноструктуированного материала для оптоэлектроники; 2) новая функциональная среда для электронных и оптоэлектронных устройств в виде изотопической сверхрешетки; 3) новый способ получения полупроводникового графена; 4) базовые этапы нового технологического маршрута проектирования производственно-технологических процессов изготовления полупроводниковых материалов на основе изотопов исходных химических элементов. Практическая значимость Практическая значимость результатов исследования заключается в разработке путей повышения важнейших эксплуатационных параметров телекоммуникационных систем 1пропускной способности и скорости передачи информации), а также технического уровня других электронных систем. Среди наиболее значимых практических результатов следует отметить: 1) модель производственно-технологического процесса изготовления наноструктур из изотопов кремния с использованием тепловых нейтронов; 2) методики проектирования новой функциональной среды и оценки ее эффективности для оптоэлектронных устройств; 3) рекомендации для повышения качества оптоэлектронных устройств на основании исследований оптоэлектронных характеристик изотопических наноструктур; 4) программно-вычислительный комплекс физико-математического моделирования для проектирования нового изотопического материала с заданными оптоэлектронными характеристиками.