Стенограмма (Научно-методические и физико-технологические принципы создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах), страница 7

Разница заключается в величине энергетических щелей. Для изотопических сверхрешеток ширина щелей на три порядка меньше, что позволяет использовать этот функциональный материал для создания оптоэлектронных устройств не только ВОСП, но и многих других приложений, например, фотоприемников сверхдлинного инфракрасного диапазона, а также в энергосберегающих технологиях (солнечных батареях).

Результаты физико-математического моделирования позволили перейти к оценке влияния качественных характеристик изготовления функциональных сред оптоэлектронных устройств на технический уровень изделий. По результатам физико-математического моделирования сформированы научно-методические основы создания модифицированных наноструктур с заданными характерисгиками на базе сверхрешетки из изотопов кремния и других полупроводниковых материалов, обеспечивающих высокий технический уровень оптоэлектронных устройств (слайд 29). В пятой главе (слайд 30) рассмотрены пути повышения технического уровня базовых элементов волоконно-оптических систем передачи информации на основе модифицированных наноструктур.

Это — относится к полупроводниковым лазерам, оптическим модуляторам, фотоприемникам, увеличению скорости передачи информации и пропускной способности ВОСП, Результаты сравнения пропускной способности современных ВОСП на композитных и изотопических сверхрешетках для разной канальной скорости передачи, ширины канала и энергетических соотношений представлены в таблице (слайд 31). Как видно из таблицы, увеличение пропускной способности за счет изотопических сверхрешеток может быть значительным. Такое увеличение пропускной способности можно объяснить тем, что новая функциональная среда обеспечивает уменьшение рассеяния света и снижение оптических потерь за счет одинаковой величины постоянной кристаллической решетки в изотопических наноструктурах. Таким образом„расчеты показали, что применение нового функционального материала значительно улучшает характеристики базовых элементов волоконно-оптических систем передачи информации (слайд 32).

За счет уменьшения числа дефектов кристаллической решетки изотопической наноструктуры: увеличивается время жизни экситонов и уменьшается в два раза ширина полосы излучения лазера, повышается скорость носителей заряда и увеличивается в четыре раза чувствительность фотоприемника, уменьшается инерционность материала и повышается скорость модуляции оптического модулятора не менее, чем в два раза. Шестая глава посвящена (слайд 33) разработке физико-технологических основ базовых этапов технологического маршрута создания модифицированных наноструктур, оптоэлектронных изделий и систем на их основе. Глава включает рассмотрение как применяемых в настоящее время, так и разработанных новых функциональных сред оптоэлектроники (на кремнии, германии, арсениде галлия, графене и т.д.), а также базовых этапов го технологического процесса изготовления изотопических сверхрешеток из кремния и оптоэлектронных изделий.

В работе классифицированы основные типы применяемых функциональных сред оптоэлектронных устройств волоконно-оптических систем, их конструктивно-технологические особенности ~слайд 34). Наибольшей эффективностью обладают наноструктуры. Новым направлением в создании таких функциональных сред являются изотопическне наноструктуры, например, нз кремния. Классификация предлагаемых функциональных сред на основе изотопнческого эффекта представлена на 35 слайде. Предложены три направления разработок изотопического материала: очистка исходных веществ от тяжелых изотопов; легирование тяжелыми изотопами; создание новых полупроводниковых материалов на базе сверхрешеток из изотопов исходных химических элементов.

К модифицированным наноструктурам следует отнести, прежде всего, изотопические сверхрешетки и графен, которые были рассмотрены в работе. Графен - один из самых перспективных функциональных материалов оптоэлектроники. Однако для его использования в электронных устройствах необходимо открыть запрещенную зону, т.е. сделать из графенаполуметалла графен- полупроводник. В диссертации предложен защищенный патентом способ изготовления полупроводникового графена с помощью облучения тепловыми нейтронами.

Рассчитаны основные параметры способа изготовления полупроводникового графена. В диссертации разработаны основные этапы технологического процесса изготовления изотопических сверхрешеток ~слайд 35) из обогащенного монокристаллического кремния с использованием предложенных в работе способов изготовления путем облучения потоком тепловых нейтронов, защищенных тремя патентами на изобретение. Каждый из перечисленных этапов получения изотопических сверхрешеток по отдельности — это комплексное применение отработанных технологических операций. Представленная технология производства изотопических сверхрешеток из кремния реализуется с помощью отечественного оборудования на специализированных заводах и исследовательских реакторах РФ без дополнительных технологических изменений.

Для обеспечения производственного применения научно-методических и физико-технологических принципов, предложенных в работе, важнейшим является технологический маршрут производства оптоэлектронных устройств на модифицированных наноструктрах, представленный на 37 слайде. Он включает технологию производства исходного материала ~изотопически обогащенного монокристаллического кремния), изготовление базового функционального материала в виде изотопической сверхрешетки, изготовление функционального элемента оптоэлектронных устройств, этапа опытного и промышленного производства оптоэлектронных устройств. Таким образом, представленный технологический алгоритм ~слайд 38) интегрирует исследовательские научно-методические и физико- технологические разработки по основным разделам работы, защищенные патентами на способы изготовления. На 39 слайде представлено краткое содержание основных выводов и результатов диссертации.

Следует отметить, что на основе разработанных научно-методических и физико-технологических принципов, результатов компьютерного моделирования и проектирования технологических этапов создания оптоэлектронных устройств нового поколения на модифицированных наноструктурах, обеспечения их технологической реализации сформировано перспективное направление развития производства функциональных сред и оптоэлектронных устройств. Доклад окончен. Спасибо за внимание ~слайд 40). Соискатель /Журавлева Л.М,/ ~ б~ 3 ~Ъ ~р Ф Б И Я й ж ~Ъ ~4 йс 'О О Ф Ф ж Я ~Ъ <Ъ Е 2 2 й й О О Р Й О ~2 ~4 ~р ж О й 2р й О о <Ъ ~Ъ а Ф (Ъ ~~~ (~, |" ~'~ ) О Й~ Ф "8" '~ Ф~ Д4 $Я 3" а~ о ж Ф ж О (Д (Ъ й 3:И О и С (Ъ Ив О Ж ф Е м Ф" (.4 О ~р 6 Ф йс Ю ~М С Ф О о Х 'м~ 1З 2 ° ж х Г3 О Р~ ж Ф й с 3:~ й .а Р х й "8 и й Р 'Д С О и ~Ф й Р С 2 О Ф и о 2 ж Я И й 4 ж ж 2 Ф ж ж О ж И О ~ 'а Р ( ~ $ ж ~Ъ Ф ~р ~ 2 3 ~ О Ж ~,) 'ч~ '-с', С) (Ъ ~ к О д ~Т~ ~2 ~Ф Б И 4- о «Ъ й=„.

, й~ С ф Е й „2 С Я м4 (Ъ Ж "о '~з о о К~ (р Я 'Д ж (Ъ Д Х Ж( .Й ~Ъ (Ъ йо (гР Ж (~ 6' Ф О (Ъ Ф ~'„ Ж «Ъ ~Ъ О,"-> Ф 'с~ К', О О С~~ 'с~ й ~"..~ Р~ Й Б Ф~ Б О (Ъ ".И <~ О;2 2 ж ьФ Ф О ж" Я К СР~ й Ф ж К Ф Р .И ~д~ Й РР (Ъ ж ~ы О Ф О й 4 о фЧ 'м1 О "о ~ 2 О ф'~ Ц 2 Ж О Ф (Ъ ~У' ж й в- Д ж 2 Б Й( ,"т', О ~с Ф О 2 й ~Й Р ж О ~Ъ (ъ ф ссс ~Ф О с~р Й «с, иС ь ~~ ~~ь Я «р ~-~ м О "О ~с О «Ъ $ О Ф О ~е О О ~5 ~Д ~д Ф РР ф Й сл~ О «~ О ~) ~ЪО О~ Е :с; Фй Ж О Х Ч О с;4 'Й ~д .с ф СЪ Ф х "о Я Й йО„ а Е ~ЯМ Я~ Ф а И: «Р ~ 2 Фм ссс Я Ф Е с «ъ О .1 О йс О ж О О О ~ 2 ~Ф <Ъ О О рр < и '~ ОО ж И <~Р О ;с. (Ъ О ~и ~а ~И 4 Й «Ъ С~ (Ъ «~ Ж «Р 2 д 4 б-" О Ф Ж «Ъ ф~ Ж «Ъ О й й 4 ~Ъ ."И ~ О О сд О Ф 1 „О )у~ ф~ а Д жО К Ф ~4 ~Ъ й~с М О ~) О "О С й ж Я Р М', 'с~ О Ф .о Ф И 2 ж 2 Ф О 2~~( (Ъ Ф ж Е О Р я к ж (.4 (3 (-) ~ 2 Я д Й й "с~ :и 'с~ ~2 Ж Х О (Ъ Ж~ Д ~Ъ СР~ о Я й~ „ С> ~ (Ъ Ф "о Ф й М к х ~Ъ С~ О й ж Р ~иР ~Ъ ~Ъ ~с Ж~ < Й (Ъ О й 2~с ~ в Д" ~,ф Ж ж О Ф ж С С~ Я ж Ц х ~4 (Ъ Х $Ф Я 62 й р Б" „, "а О й",с И', 3:4 2 Ф Д 2 ~с "3 О к ос ~Ъ ~ Й Ф фД Я СЪ О И ' 3 Х О Ж Я О ~Д Х я (Ъ ."Е О Х О И е «И (Ъ ) г Х ~ "О Х Ы сс' О О Е «Р О О Р: Я Р .Б «Ъ Ж й О Ф О О О й О ) «Ъ ~Ъ О Л Х О Й О й ~~и с с0 и '~ = '8 «Ъ Ф сс Ф ~Ъ О 6 й а О О «Ъ Х д Ф,д О в йс «) Х О « С) р Ь" и О О 2 'б «') О ди д "О са Е О к "Д О Я 'й сс" <Ъ Х о О О ~Ъ О О О О О и О "Д ~г3 «Р "о О р" и," ~Д О .о О йдс (Ъ Ю О йс О О Ос 4 (Ъ Б 3 4 О Ф О а О с- О О "о й "о ж к О О "О О СЪ 3 С~ ~Д ссс О Ж О (Ъ "а Е О Х 2 2с О Ф С~' Я 2 О д О О $а Б ~с "о ж О ж и," «.Р) О ОР йс е4 «Р '« О й 4 «Ъ ~Ъ Х Д Кс О ~Ъ О О1 % О Р, ссс а Ф О з: 'я О 4 О й й О О й и и х 4 х .о Я % ж к К О ~4 2 к о О "Е ~и ссс Ф Г> а .о (Ъ Х Р й Ф Е О Ф О $й к йс ~Ъ х и ".с".