Разработка и исследование композиционных диэлектрических материалов распыляемых мишеней с использованием редкоземельных соединений для технологии сенсорных наносистем на квантовых эффектах

Abstract

Объектом исследования являются распыляемые композиционные мишени из оксида цинка с микродобавками соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) для получения туннельнотонких диэлектрических пленок, а также квантовые сенсорные наносистемы на основе данных пленок для контроля космических факторов. Цель работы — исследование процессов получения и физико-механических свойств композиционных мишеней, изучение метода их распыления и получения сенсорных наноструктур на основе туннельнотонких диэлектрических пленок, а также моделирование квантовых сенсорных наносистем для контроля космических факторов. В процессе выполнения работы исследованы физико-химические свойства исходных материалов матрицы-мишени и добавок различных соединений, изучены закономерности формования экспериментальных образцов композиционных материалов, исследованы процессы термообработки композиционных распыляемых мишеней, изготовлены и испытаны экспериментальные образцы мишеней. Исследованы процессы распыления композиционных мишеней лазерным и ионно-лучевым методом и формирования сверхтонких диэлектрических пленок (толщиной 10-20 нм) на подложках кремния. Изучены особенности механизмов токопереноса в сверхтонких пленках диэлектриков с целью использования их в качестве активных элементов квантовых сенсорных наноструктур. Проведено моделирование квантовой сенсорной наноструктуры типа металл-диэлектрик-металл для орбитального контроля высокоскоростных техногенных и метеороидных микрочастиц. С использованием генетического алгоритма проведена оптимизация параметров квантового баллистического наносенсора.