| Название НИОКТР |
Разработка и исследование тонкопленочных наноструктур для генерации и приема высокочастотных сигналов
|
| Аннотация |
Электромагнитное излучение ТГц диапазона, соответствующее длинам волн 30 - 1000 мкм, представляет большой интерес для многих приложений. ТГц излучение перспективно для дистанционного контроля окружающей среды, радиолокационных систем, космической астрономии, медицины, молекулярной спектроскопии и во многих других областях. Тем не менее, вплоть до настоящего времени этот диапазон остается наименее изученным и слабо используемым в приложениях. В основном, это связано с отсутствием компактных, перестраиваемых и достаточно мощных источников ТГц излучения, работающих при комнатной температуре.
Сверхпроводниковые наноструктуры обладают сверхвысокой характерной частотой и предельно высокой нелинейностью, что позволяет создавать на их основе системы для приема и генерации терагерцового диапазона с уникальными параметрами, не имеющие аналогов среди приборов, основанных на других принципах. Применение современных методов наноэлектроники позволяет создавать интегральные устройства для работы в ТГц диапазоне с предельной (квантовой) чувствительностью для российских и международных радиоастрономических проектов. Использование сверхпроводниковых квантовых интерференционных устройств (СКВИДов) дает возможность создавать системы для неинвазивной медицинской диагностики, интерфейсные системы и параметрические усилители с квантовой чувствительностью для диагностики и изучения сверхпроводящих кубитов.
В последние годы установлены условия синтеза моноклинной фазы NbS3, содержащей три ВЗП, две из которых существуют при комнатной температуре. Как минимум одна из них проявляет исключительную когерентность скольжения и может, в частности, быть использована для детектирования СВЧ поля частотой 20 ГГц и выше. Другие ВЗП также обладают уникальными свойствами, которые пока полностью не объяснены. Недавно теоретически показана и экспериментально подтверждена возможность синтеза ряда политипов NbS3, близких по свойствам к описанной выше фазе. Установление условий синтеза этих фаз и исследование свойств образующихся в них ВЗП – одна из актуальных задач проекта.
Актуальность разработки сильноточных высокостабильных и деградационно стойких автоэмиссионных источников электронов обусловлена необходимостью создания новой элементной базы вакуумной микроэлектроники и устройств генерации сигналов СВЧ и субТГц диапазонов высокой мощности, обладающих повышенной радиационной стойкостью и сверхвысоким быстродействием.
Будут выполнены следующие исследования и экспериментальные разработки:
• Исследование распределенных резонаторных структур, в которых активной средой являются полупроводниковые сверхрешетки. Предполагается изучение излучательных и транспортных характеристик таких структур со сверхрешетками (СР) InAs/AlSb и GaAs/AlGaAs, в которых возможны реализация сверхбыстрой отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) при комнатной температуре и возбуждение генерации терагерцовых (ТГц) частот в соответствующей резонансной цепи. Конечной целью является разработка источников миллиметрового и ТГц диапазонов волн, работающих при комнатной температуре.
• Изучение локализованных и распределенных мод в генерирующих и пассивных структурах с помощью терагерцовой джозефсоновской спектроскопии.
• Синтез новых материалов и исследование их полиморфизма с целью «настройки» их свойств, в частности, свойств формирующихся в них волн зарядовой плотности.
• Исследование спин-зависимых явлений на границе раздела функциональных оксидов, включая материалы с сильным спин-орбитальным взаимодействием.
• Разработка принципиально новых сверхпроводниковых наноструктур для генерации и приема терагерцового излучения, исследование физических принципов их работы и создание приемных устройств с предельными параметрами. Разработка и исследование туннельных наноструктур для работы на частотах порядка 1 ТГц, наноболометров ТГц частот с электронным охлаждением, сверхпроводниковых генераторов ТГц диапазона.
• Создание сильноточных автокатодов для источников электромагнитного излучения СВЧ и субТГц диапазонов высокой выходной мощности, исследование и разработка базовых конструкций нового поколения радиационно-стойких электронных компонентов вакуумно-плазменной микро - и наноэлектроники на основе наноуглеродных полевых источников электронов и квантоворазмерных 2D углеродных гетероструктур.
• Теоретическое исследование распространения, возбуждения, генерации и управления свойствами электромагнитных волн в структурах на основе полупроводниковых, металлических и графеновых тонкопленочных слоев.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
173898.754
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
075-00395-25-03
|
| Дата контракта |
2025-04-22
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
539.23 539.216.1
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Кошелец Валерий Павлович
|
| Руководитель организации |
Никитов Сергей Аполлонович
|
| Исполнитель |
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова Российской академии наук
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
Фундаментальные и поисковые научные исследования
|
| Основание НИОКТР |
Государственное задание
|
| Последний статус |
2025-07-28 14:27:22 UTC, 2025-07-28 14:27:23 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
графен; электронный транспорт; сверхпроводниковые наноструктуры; алмазографитовый нанокомпозит; наноэлектромеханические системы (НЭМС); полевые источники электронов; приёмники и генераторы СВЧ и терагерцового диапазона; волна зарядовой плотности (ВЗП); короткопериодные сверхрешётки и распределенные микрорезонаторы; купратные сверхпроводники
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры; 29.19.31 - Полупроводники; 29.19.29 - Сверхпроводники; 29.35.47 - Твердотельные приборы СВЧ-диапазона; 29.35.33 - Миллиметровые и субмиллиметровые волны
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;; е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'J06D0P74LOWNRJOXG8IDZZV0'}]}
|
