Заключение организации, где выполнялась диссертация (Теоретическое исследование электронного транспорта в молекулярном одноэлектронном транзисторе)

УтВИ жДАЮ: ЗАКЛЮЧЕНИЕ Национальный исследовательский центр наименование организации, в которой выполнена диссертация «Курчатовский институт» или к которой был прикреплен соискатель Диссертация "Тес етическое исследование элект нного т аиспо а в название иссертации молек ля ном одноэлект онном т анзисто Центре фундаментальных исследований ЩФИ) выполнена в наименование учебного ~ьзи научного струюнурного (ю~)разделения, НИЦ «Курчатовский институт» наименование организации, ее лиственная прина леасэость В период подготовки диссертации соискатель Ге асимов Я слав Се еевич кчия, имя, отчество — при наличии работал в ен ндаментальных исследований наименование организации ии, ВЕ лаинееннак прина зечсность в должности В 2009 г.

окончил физический фак льтет МГУ им. М,В. Ломоносова по наименованиеобргмоватечьногоучэеэк пик вытиего проэрессйоначьногоо разования специальности наиненоеание специа.чтюсти Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов выдано в 2012 г. НИ «К чатовский инсти т» наименование организации Научные руководители: — доктор физико-математических отрасль науки и ессо Синги ев Олег Васильевич милич, имя, отчество — при наличии наук, работает ст. н. сотр. в ЦФИ НИЦ «Курчатовский институт» наименование организации, ведомственная прина лелсность — кандидат физико-математических отрасль науки Шо охов Вла ислав Вла ими ович юилия, имя, отчество — яри наличии наук, Физического факультета МГУ им, М.В.

Ломоносова работает доцент должность и~именование организации, ве мсьявенная аринаалезсность По результатам рассмотрения диссертации "Теоретическое исследование электронного транспорта в молекулярном одноэлектронном транзисторе" название иссермации принято следующее заключение: Представленная работа посвящена теоретическому исследованию пла нарны х одноэлектронных нанотранзисторов на основе уникального эффекта коррелированного туннелирования электронов между электродами и квантовой точкой (наночастицей или молекулой) с размером порядка 3 нм и менее, отделенной от электродов диэлектрической прослойкой толщиной 1 - 2 нм.

Основные ез льтаты иссе та~ ионной аботы: 1. Предложен квантово-механический метод определения взаимной эффективной емкости для объектов наномасштаба (молекул, молекулярных кластеров„квантовых точек/наночастиц). Для демонстрации его возможностей рассчитана взаимная эффективная емкость для ггар одинаковых молекул: карборана СзВ~оНпь фуллерена Ссо и молекулярного кластера Рсз(СО)о(ррпз)4, имеющих собственные размеры от 0.3 до 0.7 нм, при расстояниях между такими молекулами от 2 до 20 нм. 2:.:.: Рассчитаны одноэлектронные энергетические спектры и их особенности для молекул карборана СзВ1оНд и фуллерена Сво, а также платинового молекулярного кластера Р1з(СО)в(РРЬз)» для их основных и возбужденных зарядовых энергетических состояний.

Установлены эффективные емкостиые параметры молекул: емкость карборана С = 3.2 1О ~" Ф, емкость фуллерена С = 5.2 10 ~~ Ф. При таких размерах рабочего тел» вЂ” квантовой точки - коррелированное туннелнрование одиночных электронов наблюдается даже при комнатной температуре и нанотранзисторы на основе этого эффекта становятся актуальными как один из вариантов развития элементной базы вычислительных устройств на современном этапе. Признанными преимуществами одноэлектронных устройств являются предельно малое энергопотребление, высокая плотность упаковки активных элементов — порядка 10' см — и болыпая скорость вычислений — порядка 1О'~ операций в секунду. Анализ процессов в разрабатываемых одноэлектронных нанотранзисторах, представляющий собой сложную теоретическую задачу, вычисление их вольтамперных характеристик, для различных молекулярных и нанообъектов в качестве квантовой точки, необходимы для проектирования и создания практических устройств наноэлектроники.

4. 5. Рассчитаны емкости и энергетические параметры для ряда изомеров наночастиц золота без лигандов, включающих до 33 атомов золота. Емкости частиц при количестве атомов золота от 13 до 33 изменяются от 4.5 до 6.0х10 Ф. -20 Выполнен квантовый расчет спектров наночастицы золота из 27 атомов, окруженной лигандными группами додекантиолов в трех пространственных конфигурациях. Расчет показал, что длина тиола влияет лишь на суммарную емкость частицы, а изменения в спектре обусловлены атомами серы, а не углеводородными окончаниями. На основе рассчитанных энергетических параметров и предложенной параметрической модели определения энергетических спектров нанообъелтов методом имитационного моделирования Монте-Карло рассчитаны транспортные характеристики мономолекулярного одноэлектронного транзистора на основе молекул карборана СзВюНпь фуллерена Сб», а также золотых наночастиц Ацм размером 0.8 нм и Апзз размером !.1 нм. Парамерическая модель определения спектров полных энергий наночастнц позволила рассчитать транспортные характеристики одноэлектронного транзистора на основе частицы Ац5щ1.~8ь покрытой тиолами и с размером золотого ядра 2.8 нм, при температурах 9 К, 40 К, 80 К и 160 К.

Полученные диаграммы дифференциальной проводимости показали хорошее качественное совпадение с данными эксперимента. !. Г р~~ВЯС Ш р В.В.,М р А.Г., С А ВВ.С.,С р ОВ.Р взаимной емкости нанообъектов // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56. С.1514-1521. 2. бегазппоч У.З., ЯюгоЫюч У.У., Бо!дагоч Е.З„О.Ч. Зп!8!геч. Са!сц1айоп оГ йе сЬагас1епзйсз оГ е(есггоп 1гапзрог1 гЬгоийЬ шо1еси!аг с!ияегз // Ргос. ЗР1Е. 2009.Уо!. 7521.

Р.752101)-752!О(/-11. 3. ~~у~~~ Я.С., Ш р В.В., М р ю А.Г., С А В.С., С р О.В. Исследование связи энергетических спектров молекул с транспортнымн характеристиками одноэлектронных транзисторов на их основе // Радиотехника и электроника. 2013. №2. БК1,: Ьпр://!ге.ср!!ге.гц/)ге/ГеЬ13/3/гехпрбГ 4. бегая!шоч Ч.З., 8Ього1йоч Ч.Ч., Зо!да1оч Е.З., О.У. Бп)8!геч.

бо!д папорагбс!е яп81е-е1ес!гоп ггапяяог япш!абоп // Ргос. ЗР1Е. 2013, Уо1. 8700. Р.870015-870015- 13. Вяр Я.С. Р Я ффр Ш * р Р ХР Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов», Москва, Россия. 2008. 6. бегазппоч У,З., ЗЬогокЬоч У.У., Зо!дагоч Е.$., О.Ч, Зп18!геч. Са!сц!аг!оп оГ йе сЬагас1епзйсз оГ е!ее!гоп ггапзроп гЬгоийрЬ пю!есц1аг с!цзгегз // Международная конференция «Микро- и наноэлектроника — 2009» (1СМ)А(Е-2009), Звенигород, Россия.

2009. 7. бегая!щоч У.З., ЗЬогоИюч Ч.Ч., Бо!дагоч Е.З., О.Ч. Зп!8!геч. боЫ папорагйс1е з!пй!е-е!естгоп 1гапз!згог зппц1айоп // Международная конференция «Микро- и наноэлектроника — 2012» (1СМЬ!Е-2012), Звенигород, Россия. 2012. Содержание диссертации полностью отражено в 7 публикациях, в том числе в 2 журнальных публикациях, входящих в перечень ВАК ведущих рецензируемых научных журналов, 2 публикациях по трудам конференций, включенных в систему цитирования Ч!ГеЬ оГКпоч 1едйе, и материалах 3 международных конференций. Основные результаты диссертации были представлены: Диссертация "Теоретическое исследование электронного транспорта в молекулярном одноэлектронном транзисторе" название иссертаиии Герасимова Я.

С. «)аловчив, иил, отчество: нри наличии рекомендуется к защите на соискание ученой степени физико-математических наук по специальностям кандидата изическая электроника и .. изика конденсированного состояния тифр (ы) в наииенование енеииалнности (еи) ?1рисутствовало на заседании 6 членов секции Ученого Совета ЦФИ из 7 списочного состава.

Результаты голосования: «з໠— 6, «против» -нет, «воздержалось» — нет. протокол №4/2 от 12 марта 2014 г. 3 ам. председателя Ученого Совета ЦФИ НИЦ «Курчатовского институт», доктор физико-математических наук М.А. Полнка пов Все представленные в диссертации результаты расчетов получены лично автором. Соискатель принимал непосредственное участие в постановке задач, программной реализации н проведении расчетов.

Обработка полученных результатов расчетов, их анализ и подготовка к публикации в статьях и конференциях проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим, Достоверность полученных результатов подтверждается сравнением полученных результатов с экспериментальными данными, а также тем, что асимптотики квантовомеханически рассчитанных значений параметров выходят на классические зависимости при росте размеров нанообъектов. Положения теории основываются на известных достижениях фундаментальных и прикладных научных дисциплин, связанных с предметом исследования диссертации.

Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что разработанный в работе метод расчета эффективной емкости молекулярных объектов может быть использован в качестве простого способа определения взаимных емкостей входящих в молекулярное одноэлектроиное устройство молекул и электродов и быть полезен при конструировании практически значимых устройств. Выявленные закономерности в формировании энергетических молекулярных спектров позволяют значительно снизить требования к вычислительной мощности расчетных комплексов прн проектировании сложных молекулярных систем.

.