Заключение диссертационного (Локальный отжиг излучением фемтосекундного лазера ближнего инфракрасного диапазона и нелинейно-оптическая диагностика микроструктур цирконата-титаната свинца на платинизированной подложке)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА Д 212.131.02 НА БАЗЕФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГОУЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ» (МИРЭА) МИНОБРНАУКИ РОССИИ ПОДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА НАУКаттестационное дело № __________________решение диссертационного совета от 08.12.2015 № 47О присуждении Фирсовой Наталье Юрьевне ученой степени кандидататехнических наук.Диссертация "Локальный отжиг излучением фемтосекундного лазера ближнегоинфракрасного диапазона и нелинейно-оптическая диагностика микроструктурцирконата-титаната свинца на платинизированной подложке " в виде рукописипо специальности 05.27.06 — Технология и оборудование для производстваполупроводников, материалов и приборов электронной техники выполнена на кафедрефизики конденсированного состояния МИРЭА.принята к защите «01» сентября 2015 года, протокол № 42 (первоначальнопринята к защите 11 ноября 2014 года (повторное принятие к защите 01 сентября 2015года в связи с приостановлением, а затем возобновлением деятельностиДиссертационного Совета)) диссертационным советом Д 212.131.02 на базефедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования «Московский государственный университет информационных технологий,радиотехники и электроники» (МИРЭА), Минобрнауки РФ, Москва, 119454, проспектВернадского, 78.

Состав диссертационного совета утвержден в количестве 29 человек11.04.2012(№105/нк) с учетом внесенных изменений (приказ от 22.08.2012 №579/нк иприказот10.07.2015№770/нк).Соискатель Фирсова Наталья Юрьевна, 1989 года рождения, гражданка РоссийскойФедерации, аспирантка МИРЭА.В 2011 году соискатель окончил «Московский Государственный ТехническийУниверситет Радиотехники, Электроники и Автоматики».2Диссертациявыполненавфедеральномгосударственномбюджетномобразовательном учреждении высшего образования «Московский государственныйуниверситет информационных технологий, радиотехники и электроники» (МИРЭА)Научный руководитель – Мишина Елена Дмитриевна, докторфизико-математических наук, профессор.Официальные оппоненты:1. Сидоркин Александр Степанович, гражданин РФ, доктор физико-математическихнаук, профессор, профессор кафедры экспериментальной физики федеральногогосударственногобюджетногообразовательногоучреждениявысшегообразования «Воронежский государственный университет».2.

Тимошенков Сергей Петрович, гражданин РФ, доктор техническихнаук,заведующий кафедрой микроэлектроники национального исследовательскогоуниверситета «Московский институт электронной техники».дали положительные отзывы на диссертацию.Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего профессионального образования «Тверской государственныйуниверситет» в своем положительном заключении, подписанным СолнышкинымАлександром Валентиновичем, доцентом, доктором физико-математических наук,Профессор кафедры физики конденсированного состояния указала, что диссертацияпредставляет законченное научное исследование, содержащее ряд, безусловно, новыхрезультатов, и ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидататехнических наук.В обсуждении диссертационной работы приняли участие: профессора д.т.н.Воротилов К.А, д.ф.-м.н.

Капустин В.И., д.ф.-м.н. Мишина Е.Д., д.т.н. КондратенкоВ.С., д.т.н. Щука А.А., д.ф.-м.н. Морозов В.Г.По теме диссертации с участием автора опубликовано 6 работ, в том числе 3статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК, часть результатов в достаточной мереапробирована на Всероссийских и Международных конференциях и семинарах;Наиболее значимые научные работы по теме диссертации:1. N.Yu. Firsova, E.D.

Mishina, A.S. Sigov, S.V. Senkevich, I.P. Pronin, A.L. Kholkin,I.K. Bdikin , Yu.I. Yuzyuk. Femtosecond Infrared Laser Annealing of PZT Films on a3Metal Substrate // Ferroelectrics. – 2012. – Vol. 433, №1. – P. 164–169 (Web ofScience).2. Н.Ю. Фирсова, А.С. Елшин, М.А. Марченкова, А.К.

Болотов, М.С. Иванов, И.П.Пронин, С.В. Сенкевич, Д.А. Киселев, Е.Д. Мишина. ПереключаемостьперовскитныхмикрообластейпленокЦТС,локальноотожженныхфемтосекундным лазером // Нано- и микросистемная техника. – 2014. – №7. – С.43–463.

N.Yu. Firsova, E.D. Mishina, S.V. Senkevich, I.P. Pronin. Femtosecond Infrared LaserAnnealing of Ferroelectric PZT Films on a Metal Substrate: Confocal and Near-FieldOptical Studies // PIERS Proceedings. – 2012. – P.1475–1478 (Scopus).4. А.С. Елшин, Н.Ю. Фирсова, Е.Д. Мишина, Д.А.

Абдуллаев, Д.А. Киселёв.Локальный отжиг сегнетоэлектрических тонких пленок фемтосекунднымлазерным излучением // Вестник МГТУ МИРЭА. – №3, Вып. 4. – С. 230–241(РИНЦ).5. Н.Ю. Фирсова Формирование локальных областей сегнетоэлектрической фазы впленках PZT при лазерном отжиге, Сборник трудов VII Международной научнотехнической конференции INTERMATIC-2009 (Москва, 7–11 декабря 2009 г.). –Часть 2. – С.

96–98.6. Н.А. Ильин, Е.Д. Мишина, С.В. Сенкевич, И.П. Пронин, А.Л. Холкин, Н.Ю.Фирсова.ФемтосекундныйлазерныйотжигтонкихпленокPZTнаметаллизированной подложке // Сборник трудов VIII Международной научнотехнической конференции INTERMATIC-2010 (Москва, 23–27 ноября 2010 г.). –Часть 2. – C. 43–45.7. N.Yu Firsova, E.D. Mishina, S.V. Senkevich, et al. Femtosecond Infrared Laserannealing of ferroelectric PZT films on a metal substrate // 21st IEEE InternationalSymposium on Applications of Ferroelectrics held jointly with 11th EuropeanConference on the Applications of Polar Dielectrics and 4th Conference onPiezoresponse Force Microscopy and Nanoscale Phenomena in Polar Materials(Aveiro, July 09–13, 2012).

– Proceedings. P. 1–4.На диссертацию и автореферат поступило 6 отзывов:41. От Долговой Татьяны Викторовны,научного сотрудника МГУ им. М.В.Ломоносова, кандидата физико-математических наук — отзыв положительный;вкачестве замечания отмечено, что в работе не проведено исследование влияниятолщины пленок на результат отжига.2. От Волк Татьяны Рафаиловны, и.о. заведущей лаборатории кристаллооптикиинститутакристаллографииим.математических наук, профессораА.В.ШубниковаРАН,докторафизико-— отзыв положительный, имеются следующиезамечания:1) В автореферете не приведены изображения, плученые в пьезо-силовоммикроскопе, в то время как возможность переключения поляризации вотожженных структурах является важным результатом2) В работе фигурируют два названия исследованных пленок: PZT и ЦТС, чтоможет ввести читателя в заблуждение3. От Прудникова Николая Владимировича, доктора технических наук,профессора, главного научного сотрудника МЦАИ РАН — отзыв положительный.4.

От Силибина Максима Викторовича, кандидата технических наук, доцентакафедры«Материалыфункциональнойэлектроники»национальногоисследовательского университета «Московский институт электронной техники» —отзыв положительный.5. От Лебо Ивана Германовича, доктора физико-математических наук,профессора кафедры «Высшая математика» МИРЭА — отзыв положительный.6. От Майора Александра Юрьевича, доктора технических наук, профессора,ведущего научного сотрудника Института автоматики и процессов управленияДальневосточного отделения РАН -отзыв положительный,Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обосновывается тем,что они являются одними из ведущих специалистов в данной области.Диссертационный совет отмечает, что в результате выполненных соискателемисследований:1.

Разработана методика локального отжига излучением фемтосекундного лазераближнего инфракрасного диапазона микроструктур цирконата-титаната свинца впленке, предварительно осажденной методом высокочастотного магнетронного5распыленияна«холодную»платинированнуюкремниевуюподложку,установлены пределы параметров лазерного излучения, обеспечивающихкристаллизацию в сегнетоэлектрическую фазу.2. Разработана методика мониторинга кинетики кристаллизации in-situ в процесселазерного отжига для формирования локальных областей перовскитной фазы всегнетоэлектрических тонких пленках цирконата-титаната свинца.3.

Разработана методика диагностики качества отожженных микроструктур наоснове микроскопии генерации второй гармоники, показано соответствиеобластейсвеличинойнелинейнойвосприимчивости,совпадающейсаналогичной величиной для пленки, изотермически отожженной в печи, собластями переключаемой диэлектрической поляризации; таким образом,показана достаточность нелинейно-оптической диагностики для определениякачества сегнетоэлектрической микроструктуры.4.

Проведены исследования влияния параметров лазерного излучения (плотностимощности, длины волны) и времени отжига на процесс кристаллизации,структуру и функциональные (сегнетоэлектрические) свойства отожженныхмикроструктур.5. Определенывеличинымикроструктур,нелинейнойпроведеновосприимчивостисравнениеспленкамиЦТС,отожженныхотожженнымиизотермически в печи.6. Установленымикроструктуркритериинакачестваосновеотожженныхсегнетоэлектрическихнелинейно-оптическойдиагностики,сформулированные следующим образом: по пространственному распределению– гауссов профиль сечения интенсивности второй гармоники по площадиотожженной области; величина нелинейной восприимчивости в максимуме (вцентре) отожженной области составляет от 30 до 80 пм/В.7.

Исследованы возможные механизмы кристаллизации при отжиге микроструктурфемтосекундным лазерным излучением, установлена связь между параметрамилазерного излучения и температурой платиновой подложки, являющейсяисточником тепла; установлено, что по мере увеличения плотности мощностилазерногоизлученияитемпературыподложкивначалепроисходитдвухстадийная кристаллизация (первая происходит, скорее всего, по взрывному6типу и описывается в рамках кристаллизационно-деформационно-тепловой(КДТ)модели,втораяописываетсяврамкахмоделигомогеннойкристаллизации); затем происходит одностадийная взрывная кристаллизация,описываемая в рамках модели КДТ, и, наконец, происходит «переотжиг»,заключающийся в переходе от кристаллизации взрывного типа на краях кабляции в центре лазерного пятна.Практическая значимость защищаемых положений и других результатов работыможет быть сформулирована следующим образом:1.Показанавозможностьформированиясубмикрометровыхсегнетоэлектрических структур на платинизированной подложке путем их отжигафемтосекундным лазерным излучением ближнего ИК диапазона, что представляетинтерес для формирования многослойных интегральных схем, для которыхнежелателен общий нагрев до температуры отжига сегнетоэлектрика, составляющейпорядка 600-700оС, а также для формирования локальных кристаллизованныхобластей, например, волноводов.

Показано, что качество отожженных микроструктурсоответствует качеству изотермически отожженных пленок.2.Предложена оптическая схема, позволяющая одновременно производитьотжиг и диагностировать его кинетику по временной зависимости интенсивностиоптической второй гармоники.3.пм/ВПоказано, что превышение нелинейной восприимчивости значения 50свидетельствуетобобразованиисегнетоэлектрическойфазы,локальнопереключаемой электрическим полем до 10 В.4. Показана достаточность совокупности методов нелинейно-оптической in-situи ex-situ диагностики для определения качества сегнетоэлектрических микроструктур.Оценка достоверности результатов исследования выявила:что полученные результаты характеризуются хорошей воспроизводимостью, онинепротиворечат современным теоретическим представлениям, соответствуютизвестным литературным данным;что результаты диссертации неоднократно апробированы на конференциях;Все вышеперечисленное в совокупности свидетельствует о достоверностиполученных результатов и сделанных на их основании выводов.7Вдиссертацииинтерпретациииспользованыкоторыхтолькоавторутерезультаты,принадлежитвполученииопределяющаяироль.Опубликованные работы написаны в соавторстве с членами научной группы.