| Название: | Природа низкочастотных шумов в углеродных и полупроводниковых наноструктурах |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ |
| Ключевые слова: | флуктуации, шум, шум 1/f, генерационно-рекомбинационный шум, графен, нанотрубка, фулерен, гетероструктуры, двумерный электронный газ, нано-проволока, квантовые ямы, квантовые точки, размерное квантование, нанотранзисторы |
| Время действия проекта: | 2011-2013 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Левинштейн,МЕ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 11-02-00013 |
| Финансирование 2011 г.: | 380000 |
| Исполнители: |
Гук,ЕГ: лаб. оптоэлектроники и голографии (Муратикова,КЛ)
Дмитриев,АП: сектор теории оптических и электрических явлений в полупроводниках (Аверкиева,НС)
Петров,ПВ: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Румянцев,СЛ: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Шабунина,ЕИ: лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Иванова,СВ)
Шмидт,НМ : лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Иванова,СВ)
|
Представляемый проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы: установление природы низкочастотного шума в наноразмерных полупроводниковых структурах и наноструктурах на основе углерода. Углерод является одним из самых важных элементов в природе; он формирует огромное разнообразие соединений, включая органические молекулы, составляющие основу жизни на Земле. В элементарной форме углерод существует в виде графита и алмаза, а также относительно недавно открытых углеродных наноструктур - фуллеренов, нанотрубок и графена (двумерной структуры, представляющая собой мономолекулярный слой углерода). Эти новые формы углерода обладают уникальными свойствами, которые делают их исключительно перспективными для микроэлектроники. С другой стороны, современные полупроводниковые приборы имеют характерные размеры активной области в несколько десятков или единиц нанометров, то есть того же порядка, что и размеры углеродных наноструктур. Важно подчеркнуть, что именно такие приборы обеспечивают максимальную рабочую частоту, максимальное усиление и потенциально низкие высокочастотные шумы. Можно ожидать, что в электрических и шумовых свойствах углеродных и полупроводниковых наноструктур существуют общие закономерности, выявление которых исключительно важно для выяснения перспектив развития электроники следующего поколения. Характер и уровень низкочастотного шума в таких приборах часто становится критическим фактором, определяющим возможность практического применения наноприборов. Такая ситуация обусловлена возрастанием уровня шума и его дисперсии с уменьшением размера структур. Работа по исследованию шумов в углеродных и полупроводниковых наноструктурах ведется несколькими группами в США, Японии, Франции и Германии. Наша группа в ФТИ им. А.Ф.Иоффе начала работу в этой области одной из первых. Однако, многие закономерности поведения шумов еще не изучены и фундаментальная природа его не установлена. Предлагается провести фундаментальные физические исследования природы флуктуационных процессов в углеродных и полупроводниковых наноструктурах, включая нанотрубки, графен, полупроводиковые нанопроволоки и полевые нанотранзисторы на арсениде галлия, нитрида галлия и кремния. Будет исследовано распад шума 1/f на отдельные Лоренцианы, зависимость дисперсии шума от числа флуктуаторов, соотношения поверхностного и объемного шума, физическая природа флуктуаторов. Предполагается исследование влияния зарядовых состояний ловушек на характер и уровень шума, определение характерных температурных зависимостей флуктуаций в широком диапазоне температур, включая криогенные, влияние технологических факторов, размеров и формы наноструктур, режима работы приборов. Особое внимание предполагается уделить исследованию влияния света различных длин волн, магнитного поля и различных окружающих сред на низкочастотный шум. Эти методы позволят установить природу низкочастотного шума в наноструктурах и приборах на их основе, что в свою очередь приведет к разработке путей уменьшения уровня шума.
