|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Джозефсоновские переходы на основе единичных металлических нанонитейдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Напольский К.С.
- Автор: Клименко Алексей Алексеевич
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова, Факультет наук о материалах
- Год защиты: 2017
- Аннотация: Основными проблемами в области современной микроэлектроники являются существенные ограничения роста производительности и быстродействия логических элементов, высокое тепловыделение в узлах полупроводниковых структур, а также проявление квантовых эффектов при уменьшении размеров и повышении плотности размещения активных элементов на чипе. Существует острая необходимость выбора принципиально нового вектора развития технологий для электроники. Привлекательным подходом, позволяющим снизить тепловыделение и увеличить быстродействие, является создание низкоразмерных структур из области сверхпроводниковой интегральной криоэлектроники, в основе которых лежат свойства слабых связей (джозефсоновских контактов) [1], а также их комбинация с магнитными материалами. Наноразмерные структуры характеризуются квантовыми эффектами, которые могут стать основой для логических элементов нового поколения. В качестве примера развития подобных технологий можно привести создание российскими учеными π-контакта и сверхпроводящего кубита – важных компонентов будущих квантовых компьютеров. π-контакт представляет собой слоистую структуру, включающую тонкую ферромагнитную прослойку между двумя сверхпроводящими берегами. Данный элемент позволяет управлять фазой сверхпроводящего тока. Считается, что квантовые компьютеры совершат следующий большой скачок в области вычислений. Ключевым элементом сверхпроводниковой электроники является джозефсоновский контакт. На данный момент разработана технология его формирования в виде планарных многослойных структур, получаемых различными методами вакуумного напыления. Однако латеральные размеры этих структур могут превышать десятки микрон, что накладывает ограничения на их использование в качестве логических элементов микрочипа. Альтернативным методом создания элементов сверхпроводящей микроэлектроники является использование электрохимического осаждения. В данном случае джозефсоновский контакт можно сформировать при получении сплошных и сегментированных металлических нанонитей с помощью темплатного электроосаждения. При этом функциональные слои различной природы будут расположены поочередно вдоль оси наностуктуры, что существенно снизит латеральные размеры элемента. Это позволит создавать микрочипы с превосходными характеристиками за счет высокой плотности упаковки элементов. В качестве темплата перспективным представляется использование анодного оксида алюминия (АОА), который характеризуется высокой плотностью расположения пор (до 1011 штук/см2), что позволяет одновременно получать несколько миллиардов идентичных нанонитей, в дальнейшем используемых в качестве слабой связи в сверхпроводящих контурах. Изменяя параметры анодирования, можно получить мембраны с различными толщиной (от единиц до сотен микрон) и размером пор (от 30 до 250 нм), что в свою очередь позволяет создавать нанонити с заданными диаметром и длиной. Контроль структуры, морфологии, размеров и состава нанонитей, а также единичных сегментов в них, может быть осуществлен с помощью варьирования параметров электроосаждения. Металлические нанонити также представляют значительный интерес в связи с возможностью их применения в изготовлении нанопроводников, МЭМС устройств и различных датчиков. Целью данной работы является создание джозефсоновских переходов на основе единичных металлических нанонитей с применением подходов темплатного электроосаждения. Работа выполнена на кафедре электрохимии химического факультета и кафедре наноматериалов факультета наук о материалах МГУ.
- Добавил в систему: Напольский Кирилл Сергеевич