| Название: | Природа шумов в наноструктурах на основе полупроводников А3В5 |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ |
| Научная дисциплина: | 02-202 Полупроводники 02-205 Нано- и микроструктуры 02-440 Радиофизика, статистическая радиофизика |
| Ключевые слова: | флуктуации, шум, шум 1/f, генерационно-рекомбинационный шум, нитрид галлия, нитрид алюминия, арсенид галлия, гетероструктуры, двумерный электронный газ, нано-проволока, квантовые ямы, квантовые точки, размерное квантование, нанотранзисторы |
| Время действия проекта: | 2008-2010 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Румянцев,СЛ |
| Подразделения: | |
| Финансирование 20 г.: | 330000 |
| Исполнители: |
Гук,ЕГ: лаб. оптоэлектроники и голографии (Муратикова,КЛ)
Дмитриев,АП: сектор теории оптических и электрических явлений в полупроводниках (Аверкиева,НС)
Кислякова,АЮ: лаб. кинетических явлений в твердых телах при низких температурах (Волкова,МП)
Левинштейн,МЕ: лаб. физики полупроводниковых приборов (Лебедева,АА)
Петров,ПВ: лаб. неравновесных процессов в полупроводниках (Алешина,АН)
Шмидт,НМ : лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Иванова,СВ)
|
В современных полупроводниковых приборах активная область имеет характерные размеры в несколько десятков нанометров, а в некоторых случаях и в несколько нанометров. Особое место среди всех наноприборов занимают наноструктуры на основе соединений А3В5. Именно такие приборы обеспечивают максимальную рабочую частоту (несколько сотен гигагерц), максимальное усиление и потенциально низкие шумы. К таким приборам, в частности относятся полевые гетеротранзисторы с двумерным электронным газом и длиной затвора несколько десятков нанометров, светоизлучающие приборы (лазеры и светодиоды) с квантовыми ямами или квантовыми точками, гетеро-биполярные транзисторы с шириной базы меньше 50 нм, нанопроволоки (нанотрубки) и полевые транзисторы на их основе. Хотя в настоящее время с достоверностью установлено, что природа шума в таких наноприборах иная, чем в макрообъектах и объемных полупроводниках, фундаментальная природа шума в таких объектах практически не исследована. С другой стороны, шум в таких приборах, в особенности низкочастотный шум, исключительно важен, поскольку именно уровень и характер шума часто становится критическим фактором определяющим возможность практического применения наноприборов. Предлагается провести фундаментальные физические исследования природы флуктуационных процессов в современных наноразмерных полупроводниковых приборах, включая полевые и биполярные транзисторы на арсенида галлия, нитрида галлия, структуры и приборы на основе нанопроволок (нанотрубок) и квантовых точек. Предусматривается проведение экспериментальных и теоретических исследований, направленных на определение фундаментальных изменений в природе шума (1/f, генерационно-рекомбинационный, дробовой шумы), при переходе к нанометровым размерам. Общей для всех структур задачей является изучение природы распада шума 1/f на отдельные Лоренцианы, исследование зависимости дисперсии шума от числа флуктуаторов, выяснение соотношения поверхностного и объемного шума, изучение физической природы флуктуаторов. Предполагается исследование связи между баллистическим и квази-баллистическим транспортом и флуктуационными процессами. Изучение 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 также будет исследовано. Особое внимание предполагается уделить исследованию влияния света различных длин волн на низкочастотный шум. Ранее этот метод позволил установить природу низкочастотного шума в объемных образцах кремния и арсенида галлия. Осуществление предлагаемого к рассмотрению проекта позволит исследовать фундаментальные флуктуационные процессы, ответственные за формирование шума в наноструктурах и приборах и определить пути уменьшения уровня шума.
