Отзыв научного руководителя-консультанта (Одноэлектронные транзисторы с высокой зарядовой энергией)

Научного руководителя о диссертационной работе Дагесяна С.А. "Одноэлектронные транзисторы с высокой зарядовой энергией", представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 "Физическая электроника". Диссертационная работа посвящена разработке лабораторной методики создания одноэлектронных транзисторов на основе объектов молекулярного (наночастицы золота 2 4 нм) и атомарного (примесные атомы в решетке кремния) масштаба, их воспроизводимому изготовлению, экспериментальному исследованию транспорта электронов в изготовленных устройствах при различных температурах, в том числе высоких для одноэлектронных эффектов (77 - 300 К) и физической интерпретации полученных экспериментальных данных.

В ней автором разработаны лабораторные технологии изготовления планарных электродов молекулярного транзистора на основе электронно-лучевой литографии и метода, использующего эффект электромиграцин атомов в тонких пленках, исследована динамика формирования нанозазора путем разрыва нанопровода в результате контролируемого проведения процесса электромиграции, исследованы электрические и структурные характеристики полученных электродов, разработаны лабораторные технологии встраивания в полученный нанозазор между электродами наночастиц золота (2 - 4 нм), в широком диапазоне температур ~77 - 300 К) исследованы электрические характеристики полученных в результате этого одноэлектронных транзисторов молекулярного масштаба, разработана технология изготовления кремниевых нанопроводов с сужением менее 50 нм из неравномерно легированного кремния-наизоляторе (КНИ), исследован электронный транспорт в таких нанопроводах при температуре 4,2 К, разработана технология контролируемого уменьшения размера кремниевого нанопровода ло состояния, когда электронный транспорт проходит через 1- 3 примесных атома и исследованы электрические характеристики полученных однозлектронных транзисторов на основе одиночных примесных атомов при температуре 4.2 К и 77 К.

Научную работу С.А. Дагесян начал еще студентом в 2008 году, когда он пришел в лабораторию криоэлектроннки. Эта работа после окончания с отличием физического факультета МГУ переросла в работу над темой представленной диссертации в аспирантуре физического факультета МГУ в 2013 - 2017 годах, которая успешно завершена к настоящему времени. За время работы над диссертацией С.А. Дагесяном выполнен большой объем исследований, результаты которых опубликованы в ведущих отечественных и зарубежных научных журналах и представлены на российских и международных научных конференциях. В результате проведенных исследований: 1.

Впервые изучена при комнатной температуре временная динамика проводимости квантового провода, образующегося в результате проведения процесса электромиграции и содержащего в поперечном сечении в месте наибольшего сужения менее 20 атомов золота. Продемонстрирована квантовая природа проводимости в таком проводе.

2, Исследованы электрические характеристики нанозазоров менее 5 нм между золотыми электродами. Впервые продемонстрировано влияние контаминации, образующейся под электронным лучом во время сканирующей электронной микроскопии, на проводимость нанозазора. 3, Разработана оригинальная методика контролируемого встраивания малых наночастиц золота (2 — 4 нм) из раствора в нанозазор между металлическими электродами с помощью эффекта диэлектрофореза. 4. В широком диапазоне температур (77 300 К) исследован туннельный электронный транспорт через одиночные золотые наночастицы.

Впервые продемонстрирован одноэлектронный характер проводимости такой системы во всем диапазоне температур, а также возможность управления током через систему с помощью электрического поля при температурах 77 — 220 К. 5. Разработана оригинальная методика изготовления кремниевых нанопроводов с сужением менее 50 нм из неравномерно легированного кремния-на-изоляторе, 6. Впервые разработана методика контролируемого постепенного уменьшения размера кремниевого нанопровода, обеспечивающая постепенный переход от провода с омическим сопротивлением к одноэлектронному транзистору на одиночных примесных атомах.

Продемонстрировано коррелированное туннелирование электронов в созданной одноатомной системе при температурах 4.2 и 77 К. Диссертационная работа С,А, Дагесяна существенно расширяет экспериментальные знания как о процессах. происходящих при формировании металлических наноструктур предельно малого (атомарного) размера, так и о закономерностях туннельного транспорта электронов через такие наноструктуры. Автором в итоге исследований разработан полный цикл операций по изготовлению, диагностике и измерению структурных и электрических характеристик уникальных планарных туннельных наноструктур с суб-5 нм размерами, т.е. в наиболее проблемной для современной наноэлектроники области размеров.

Им при этом предложен и реализован целый ряд тонких оригинальных вспомогательных методик для изготовления и диагностики этих наноструктур, таких, как регистрация атомарно-квантового характера заключительной стадии формирования предельно узких нанозазоров даже при комнатной температуре, технология размещения и закрепления в подобных нанозазорах малых (2 - 3 нм) наночастиц золота, последовательное уменьшение числа квантовых (атомных) каналов проводимости в кремниевом нанопроводе до 1-3. Предельная малость использованных нанообъектов позволила наблюдать одноэлектронный режим работы нанотранзисторов при температуре 77 К и даже при комнатной температуре, Полученный результат весьма актуален, поскольку именно на эффекте коррелированного (одно элек ! ронного) туннелирования возможно создание принципиально новых устройств нанаэлскгроники. Все это характеризует С.А.

Дагесяна, как высококвалифицированного физика-экспериментатора, а его диссертационную работу позволяет считать заметным вкладом в чрезвычайно актуальное на сегодняшний день формирование физико-технологических основ создания нового поколения наноэлектронных устройств атомарно-молекулярного уровня, В целом работа содержит богатый и разнообразный материал, получены новые результаты, представляющие существенный фундаментальный и практический интерес.

В процессе работы над диссертацией С.А. Дагесян зарекомендовал себя как инициативный, творческий, разносторонний исследователь, являющийся квалифицированным специалистом, способным к самостоятельным научным исследованиям. Его характеризуют широкий физический кругозор, любознательность, умение работать с научной литературой, настойчивость в достижении поставленной цели, Считаю, что С.А. Дагесян вполне заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 — «Физическая электроника».

Научный руководитель кандидат физико-математических наук, l .' ст. научный сотрудник Ф Солдатов Е.С. Подпись ст. научного сотрудника Солдатова Е,С. заверяю. Ученый секретарь Ученого совета физического факультета МГУ, профессор Караваев В.А. .