216 лаб.
Лаборатория технологических процессов твердотельной электроники





Руководитель лаборатории:  Лузанов Валерий Альбертович, к.ф.-м.н.



Список сотрудников:

Шустин Евгений Германович, д.ф.-м.н. главный научный сотрудник shustin@ms.ire.rssi.ru
Сорокин Иван Александрович, к.ф.-м.н. старший научный сотрудник    
Колодко Добрыня Вячеславич старший научный сотрудник    
Миргородская Елена Никифоровна ведущий технолог    
Моисеев Виктор Петрович ведущий инженер    
Древнюк Людмила Михайловна инженер    
Жильчикова Влада Валерьевна инженер    
Светличная Галина Петровна инженер    


Область деятельности:
  • Сверхпроводимость. Эпитаксиальные и текстурированные пленки высокотемпературной сверхпроводимости.
    Джозефсоновские переходы. Многослойные структуры.
  • Оптоэлектроника. Структуры для оптических волноводов, кремниевые источники света.
  • Акустоэлектроника. Пьезоэлектрические пленки.
  • Структурный анализ. Дифрактометрия. Лауэграфия. Рамановское рассеяние
  • Фотолитография. Топологические узоры. Жидкостное, ионно-лучевое, плазмохимическое травление.
  • Кристаллы. Рост. Ориентированная резка. Химико-механическая полировка.
  • Графен. Низкоэнергетическая плазма


Основные усилия Лаборатории технологических процессов твердотельной электроники ФИРЭ сосредоточены на исследовании и разработке технологических методик получения новых тонкоплёночных материалов для создания приборов и устройств твердотельной СВЧ микроэлектроники, акустоэлектроники, интегральной оптики, высокотемпературной сверхпроводящей электроники, спинволновой электроники. Лаборатория обладает широким спектром технологического оборудования для оперативного проведения исследований, и изготовления опытных образцов. Важным моментом в организации работы лаборатории является локальная интеграция основных этапов разработки технологических методик.

  • Изготовление подложек включает ориентированную резку кристаллов, химико-механическую шлифовку и полировку с минимальным нарушенным приповерхностным слоем (до 1 нм).
  • Осаждение пленок металлов, оксидов и нитридов проводится на установках магнетронного и электронно-лучевого (с криогенной откачкой) напыления Leybold Heraeus (Германия).


  • Контроль и исследование кристаллической структуры осаждаемых слоев проводится с помощью рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа на автоматизированных дифрактометрах и методами комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия).



  • Участок фотолитографии на оборудовании Karl Suss (Германия) обеспечивает изготовление необходимых топографических узоров.



  • Травление структур выполняется на установках ионно-лучевого




  • и плазмохимического травления (Leybold AG).




  • Высокий уровень научной деятельности лаборатории подтвержден двумя Государственными премиями 1987 и 2003 года.



    А также более чем десятком патентов на изобретения.



    Научно-исследовательские работы, выполняемые в лаборатории:

    1. Госзадание 0030-2019-0012 "Создание и исследование новых перспективных материалов и структур для элементов функциональной электроники и оптических систем" Руководитель Чучева Г.В.
    2. РНФ 23-29-00276 "Мемристивные системы на базе алмазоподобного углерода: синтез, электронный транспорт и эффекты резистивного переключения" 2023-2024. Руководитель Веденеев А.С.
    3. РФФИ 20-07-01075 "Магитоупругие взаимодействия и генерация спиновых токов в гибридных резонаторах объемных акустических волн СВЧ диапазона." 2019-2021. Руководитель Ползикова Н.И.

    Уникальное оборудование, созданное в лаборатории:

    Плазмохимический реактор с пучково-плазменным разрядом BPD-PSI

    Применение:

  • Получение, обработка и бездефектное травление наноразмерных пленок и структур.
  • Исследование физики пучковой плазмы, пучково-плазменного разряда и автоколебательных вторично-эмиссионных разрядов.
  • Исследование процессов взаимодействия электронного пучка и плазмы с поверхностью твердого тела (ТТ):
  • Модификация поверхности.
  • Накопление газа в ТТ (гелий и изотопы водорода).
  • Отработка методик диагностики плазмы и поверхности ТТ.
  • Зондовая диагностика.
  • Оптико-эмиссионная спектроскопия.
  • Масс-анализ ионного потока и состава остаточного газа.
  • Термодесорбционная спектроскопия электронным пучком.
  • Вторично-эмиссионная диагностика поверхности.
  • Стенд с раскомпенсированным полым катодом

    Применение:

  • Изучение транспорта материала в распылительных системах.
  • Получение тонких плёнок.
  • Диагностика плазмы и транспорта распылённого материала.
  • Возможность распыления легкоплавких и ферромагнитных материалов.
  • Возможность распыления лёгкими газами с высокой скоростью.
  • Последние научно-исследовательские работы, выполненные в лаборатории:

    1. РФФИ 19-07-00432 "Создание наноструктурированных композитных систем на основе алмазоподобного углерода плазменными методами." 2019-2021. Руководитель Лузанов В.А.
    2. РФФИ 19-02-00593 "Физические эффекты на краях, ступенях и границах зерен топологически нетривиальных материалов." 2019-2021. Руководитель Зайцев-Зотов С.В.
    3. РФФИ 18-29-19047 "Наноструктурированные композитные системы на основе алмазоподобного углерода и графена: технология и синтез, электротранспортные и мемристивные свойства." 2018-2020. Руководитель Веденеев А.С.
    4. РФФИ 18-07-00729 "Магнитные нанокомпозиты металл/диэлектрик: эффекты резистивного переключения и спин-зависимого магнетосопротивления." 2018-2020. Руководитель Веденеев А.С.
    5. РФФИ 17-47-500273 "Структурированные нанокомпозиты на основе анодного оксида алюминия: магнетосопротивление и эффекты резистивного переключения." 2017-2019. Руководитель Бугаев А.С.
    6. РФФИ 17-07-01498 "Широкополосная акустическая резонаторная спектроскопия слоистых пьезоэлектрических и мультиферроидных структур для задач акустоэлектроники и спинтроники." 2017-2019. Руководитель Алексеев С.Г.
    7. РФФИ 17-07-00241 "Формирование насыщающихся поглотителей на основе халькогенидов висмута для волоконных лазеров с модулированной добротностью методом MOCVD." 2017-2019. Руководитель Кузнецов П.И.
    8. РФФИ 16-07-01210 "Акустическая спиновая накачка в магнитоэлектрических резонаторах на объемных акустических волнах СВЧ диапазона для спинтронных устройств обработки и передачи информации." 2016-2018. Руководитель Ползикова Н.И.
    9. РФФИ 16-07-00800 "Синтез и спин-инжекционные свойства гибридных систем на базе упорядоченного ансамбля магнитных переходов в структурированном нанокомпозите оксид алюминия/ферромагнетик." 2016-2018. Руководитель Лузанов В.А.
    10. РФФИ 16-02-00677 "Электронные состояния, электронный и спиновый транспорт в системах с сильным спин-орбитальным взаимодействием" 2016-2018. Руководитель Зайцев-Зотов С.В.
    11. РФФИ 15-07-04618 "Планарные структуры на основе ансамблей магнитных наноцилиндров для спинтроники" 2015-2017. Руководитель Веденеев А.С.
    12. Программа Президиума РАН "Экстремальные световые поля и их приложения", проект 5.1.А "Создание керамических активных элементов для мощных твердотельных лазеров". Руководитель - Кравченко В.Б. (совместно с лаб.215,218,219).
    13. РФФИ 14-08-00143 "Пучково-плазменный разряд как источник плазмы для новых технологий обработки материалов для наноэлектроники. " 2014-2017. Руководитель Шустин Е.Г.
    14. РФФИ 14-07-00242 "Выращивание гетероэпитаксиальных тонких слоев топологического диэлектрика Bi2Se3 методом MOCVD и исследование их транспортных свойств" 2014-2017. Руководитель Кузнецов П.И.
    15. РФФИ 14-47-03575 "Нанокомпозитные системы для спинтроники на основе ансамблей магнитных переходов в матрице анодного оксида алюминия: синтез и спин-инжекционные эффекты" 2014-2017. Руководитель Бугаев А.С.
    16. РФФИ 14-02-90446 "Исследование процессов фазообразования, формирования структуры и свойств высоколегированных лазерных нанокерамик (Y1-хREx)3(Al1-уGay)5O12 (RE=Nd, Yb)" 2014-2017. Руководитель Кравченко В.Б.
    17. РФФИ 13-07-01006 "Акустические исследования мультиферроидных материалов и слоистых магнитоэлектрических структур методами: СВЧ резонансной спектроскопии и тепловых фононов. " 2013-2016
    18. РФФИ 13-07-12416 "Магнитоэлектрические структуры и материалы для акустоэлектронных устройств обработки информации" 2013-2016
    19. РФФИ 11-02-12031-офи-м-2011 «Акустическая резонансная ВЧ и CВЧ спектроскопия мультиферроидных структур и материалов». Руководитель - Мансфельд Г.Д. (совместно с лаб. 171).
    20. РФФИ 11-02-90465-Укр_ф_а «Получение и исследование нанокристаллов легированных оксидов редкозмельных элементов для люминофоров и оптической керамики». Руководитель - Кравченко В.Б. (совместно с лаб. 215,217,218,219).
    21. РФФИ 11-07-00195-а «Исследования, направленные на создание периодических наноструктур широкозонных соединений A2B6 , и изготовление на их основе ульрафиолетовых лазеров в оптическом диапазоне 325-365 нм». Руководитель - Кузнецов П.И. (совместно с лаб. 197,215,218,257).
    22. РФФИ 10-02-00844a. «Изучение механизма твердофазного роста кристаллов высокотемпературных оксидов», Руководитель - Котелянский И.М. (совместно с лаб.215, 218,219).
    23. РФФИ 10-02-00705-а «Получение и исследование нанокристаллов иттрий-алюминиевого граната». Руководитель - Кравченко В.Б. (совместно с лаб. 215,218,219).
    24. РФФИ 09-07-13531-офи_ц «Акустоэлектронные устройства на основе фононных кристаллов и многослойных брэгговских структур». Руководитель - Никитов С.А. (совместно с лаб. 152, 171, 254).
    25. РФФИ 09-02-12443 «Создание новых акустоэлектронных СВЧ устройств на объемных акустических волнах на основе физических свойств материалов и современных технологий и методов контроля». Руководитель - Мансфельд Г.Д., (совместно с лаб. 171).
    26. Инициативная НИР. «Исследования и разработка методики твёрдофазного роста монокристаллов иттрий-алюминиевого граната». Руководитель Кравченко В.Б. (совместно с лаб.215,218,219).
    27. Инициативная НИР. «Исследование процессов формирования и консолидации наночастиц оксидов для прозрачных нанокерамик» Руководитель. Кравченко В.Б. (совместно с лаб.215,218,219).
    28. Инициативная НИР «Получение оксидных керамик для рентгеновских сцинтилляторов». Руководитель. Кравченко В.Б.  (совместно с лаб.215,218,219).
    29. Проект МНТЦ N 3294 «Создание излучающих в синей и ближней УФ области спектра пленочных структур на основе оксида цинка» Руководитель от ИРЭ Никитов С.А. (совместно с Институтом проблем лазерных и информационных технологий РАН и лаб.218).

    Последние публикации:

    1. V. A. Luzanov, V. V. Balashov & K. V. Lopukhin. Two-Stage Sintering of Yttrium Iron Garnet Ceramics for Magnetron Sputtering// Journal of Communications Technology and Electronics volume 67, pages690-691 (2022)
    2. V.V.Balashov, L.Yu Zakharov, A.V.Inyushkin, A.Yu,Kanaev, A.B.Kozlov, S.M.Kozlova, A.L.Koromyslov, K.V.Lopukhin, V.A.Luzanov, K.S.Pervakov, I.M.Tupitsyn, D.A.Chernodoubov, E.A.Cheshev. Comparative study of LuxY1-xAG (x=0..1) laser ceramics doped with 5% Yb3+//Ceramics International. Volume 48, Issue 5, 1 March 2022, Pages 6294-6301.
    3. Luzanov, V.A. Growth of Epitaxial Fe2O3 Films on Lithium Niobate Substrates. J. Commun. Technol. Electron. 67, 296-297 (2022). https://doi.org/10.1134/S106422692203010X
    4. Peter B. Mozhaev, Igor K. Bdikin, Valery A. Luzanov, Jorn Bindslev Hansen & Claus S. Jacobsen. Tilting of the top layer of graphoepitaxial metal-oxide multilayer thin film heterostructures.// Applied Physics A volume 127, Article number: 912 (2021) DOI: 10.1007/s00339-021-05070-y
    5. S. N. Nikolaev, A. S. Vedeneev, V. A. Luzanov, A. V. Emel'yanov, A. M. Kozlov, A. S. Bugaev & V. V. Ryl'kov. Non-Ohmic Conductivity of High-Resistance Layers of Diamond-Like Carbon. // Journal of Communications Technology and Electronics volume 66, pages1196-1200 (2021)
    6. I.A.Sorokin, D.V.Kolodko.On the possibility of indirect measurement of the thin carbon films thickness using energy-dispersive analysis. Thin Solid Films, Volume 737, 1 November 2021, 138937
    7. Rostami, Kh R. ; Nikitin, I. P. ; Luzanov, V. A. Method for Creating High-Sensitivity Two-Stage Hall Effect Magnetometers with High Linearity and Spatial Resolution // Journal of Communications Technology and Electronics volume 66, pages1201-1210 (2021) DOI: 10.1134/S1064226921100132
    8. Potapov, A. V. ; Zavolokov, E. V. ; Kondrat'ev, A. A. ; Pkhaiko, N. A. ; Sorokin, I. A. ; Goncharenko, B. G. ; Luzanov, V. A. ; Salov, V. D. Generation of Ultrawideband Electromagnetic Radiation by a Vacuum Photodiode with Anode with a Sapphire Input Window // Technical Physics, Volume 66, Issue 3, p.491-495. DOI: 10.1134/S1063784221030191
    9. Luzanov V. A. Growth of Thin Epitaxial NiO Films on LiNbO3 Substrates // Journal of Communications Technology and Electronics. 2020, Volume 65, Issue 12, Page 1422-1424, DOI: 10.1134/S106422692011011X.
    10. Alekseev S. G., Luzanov V. A., Polzikova, N. I. Study of Spatial Distribution of Piezoelectric Properties of ZnO Films by Acoustic Resonator Spectroscopy. // Journal of Communications Technology and Electronics. 2020, Volume 65, Issue 11, Page 1339-1344
    11. S. G. Alekseev, S. E. Dizhur, N. I. Polzikova, V. A. Luzanov, A. O. Raevskiy, A. P. Orlov, V. A. Kotov, and S. A. Nikitov. Magnons parametric pumping in bulk acoustic waves resonator. // Applied Physics Letters. Appl. Phys. Lett. 117, 072408 (2020) https://doi.org/10.1063/5.0022267.
    12. I. A. Sorokin, D. V. Kolodko, V. A. Luzanov & E. G. Shustin. Growth of Thin Graphite Films on a Dielectric Substrate using Heteroepitaxial Synthesis // Technical Physics Letters volume 46, pages497-500 (2020) DOI: 10.1134/S1063785020050260
    13. Luzanov V.A. Features of Indium Tin Oxide Film Deposition by Magnetron Sputtering. // Journal of communications technology and electronics. 2020. V. 65 N. 3 P. 292-293. DOI: 10.1134/S1064226920030110
    14. Sorokin I.A., Kolodko D.V. Luzanov V.A and Shustin E.G. Growth of Thin Graphite Films on a Dielectric Substrate Using Heteroepitaxial Synthesis // Technical Physics Letters. 2020. - Vol.46. - No.10 - P.38-41. DOI: 10.1134/S1063785020050260
    15. Лузанов В.А. Рост тонких эпитаксиальных пленок NiO на подложках из LiNbO3 // Радиотехника и электроника, 2020, T. 65, N 12, стр. 1206-1208. DOI: 10.31857/S003384942011011X
    16. Sorokin I.A., Kolodko D.V., Krasnobaev K.I. Deposition of metal-doped diamond-like films using a hollow cathode discharge // Journal of communications technology and electronics. 2020.- V. 65. No.3.- P. 286-289. DOI: 10.1134/S1064226920030183
    17. Колодко Д.В., Сорокин И.А., Тараканов В.П., Шустин Е.Г. Модель плазменного слоя, сформированного электронным пучком // Физика плазмы. 2020.-Т.46.-?7.-С.621-626. DOI: 10.31857/S0367292120070057
    18. N. Polzikova, S. Alekseev, I. Pyataikin, I. Kotelyanskii, V. Luzanov, A. Raevskiy. Magnetoelectric BAW resonator as a source of pure spin current. International Ultrasonics Symposium (IUS), 6-9 Sept. 2017, Washington, DC, USA.
    19. I. I. Pyataikin, N. I. Polzikova, S. G. Alekseev, I. M. Kotelyanskii, V.A.Luzanov, A. O. Raevskiy, L. A. Galchenkov. Spin pumping in a composite high overtone bulk acoustic wave resonator. Bulletin of the Russian Academy of Sciences Physics 81(8):962-968 · August 2017
    20. P.I. Kuznetsov, B.S. Shchamkhalova, V.O. Yapaskurt, V.D. Shcherbakov, V.A.Luzanov, G.G. Yakushcheva, V.A. Jitov, V.E. Sizov. MOVPE deposition of Sb2Te3 and other phases of Sb-Te system on sapphire substrate. Journal of Crystal Growth, Volume 471, 1 August 2017, Pages 1-7.
    21. А.С.Веденеев, В.В.Рыльков, К.С.Напольский, А.П.Леонтьев, А.А.Клименко, А.М.Козлов, В.А.Лузанов, С.Н.Николаев, М.П.Темирязева, А.С.Бугаев. Эффекты электронного увлечения золота в порах анодного оксида алюминия: обратимое резистивное переключение в цепочке точечных контактов. Письма в ЖЭТФ, 2017, том 106, вып. 6, с. 387 - 391.
    22. V.A.Luzanov. Specific Features of the Formation of Oblique Texture in Aluminum Nitride Films. Journal of Communications Technology and Electronics, 2017, Vol. 62, No. 10, pp. 1182-1183
    23. A.Vedeneev, V.Luzanov, V.Rylkov, A.Kozlov, A.Bugaev, K.Chernoglazov. Effects of resistive switching in Au/FeOx/Pt structures. Journal of Communications Technology and Electronics 62(8):894-897 · August 2017
    24. E. G. Shustin, N. V. Isaev, V. A. Luzanov, and M. P. Temiryazeva Formation of V. A. Luzanov, I. M. Kotelyanskii, and E. G. Shustin Formation of Thin Graphite Films upon Carbon Diffusion through Nickel. Technical Physics, 2017, Vol. 62, No. 7, pp. 1069-1072
    25. V. A. Luzanov, I. M. Kotelyanskii, and E. G. Shustin. Single-Domain Nickel Films for Production of Graphene. Journal of Communications Technology and Electronics, 2017, Vol. 62, No. 7, pp. 820-821.
    26. E. G. Shustin. Plasma Technologies for Material Processing in Nanoelectronics: Problems and Solutions. Journal of Communications Technology and Electronics, 2017, Vol. 62, No. 5, pp. 454-465
    27. E.G. Shustin V.P. Tarakanov, K. Ronald. Computer simulation of the sheath and the adjacent plasma in the presence of a plasma source. Vacuum 2017 V.135 P.1-6.
    28. P.I. Kuznetsov, V.O. Yapaskurt, B.S. Shchamkhalova, V.D. Shcherbakov,G. Yakushcheva, V.A. Luzanov, V.A. Jitov. Growth of Bi2Te3 films and other phases of Bi-Te system by MOVPE. Journal of Crystal Growth 455 (2016) 122-128.
    29. N. I. Polzikova, S. G. Alekseev, I. I. Pyataikin, I. M. Kotelyanskii, V. A. Luzanov, A. P. Orlov. Acoustic spin pumping in magnetoelectric bulk acoustic wave resonator, AIP Advances, 6, pp. 056306 (1-4), 2016.
    30. P. I. Kuznetsov, V. A. Luzanov, G. G. Yakusheva, A. G. Temiryazev, B. S. Shchamkhalova, V. A. Zhitov, and L. Yu. Zakharov. Deposition of Heteroepitaxial Layers of Topological Insulator Bi2Se3 in the Trimethylbismuth-Isopropylselenide-Hydrogen System on the (0001) Al2O3 and (100) GaAs Substrates. Journal of Communications Technology and Electronics, 2016, Vol. 61, No. 2, pp. 183-189
    31. P.I. Kuznetsov , G.G. Yakushcheva, B.S. Shchamkhalova , V.A. Luzanov, A.G. Temiryazev, V.A. Jitov. Metalorganic vapor phase epitaxy of ternary rhombohedral (Bi1-xSbx)2 Se3 solid solutions. Journal of Crystal Growth, Volume 433, 1 January 2016, Pages 114-121.
    32. V.P. Tarakanov, E.G. Shustin. Corrigendum to: Charging effects of plasma impact on microconductor structures on an insulator in plasma processing technologies. Vacuum 2015, V119, September 2015, P. 289
    33. V.P. Tarakanov, E.G. Shustin. Charging effects of plasma impact on microconductor structures on an insulator in plasma processing technologies. Vacuum 2015, V.113 P. 59-63.
    34. PI Kuznetsov, GG Yakushcheva, BS Shchamkhalova, VA Luzanov, AG Temiryazev, VA Jitov. “Metalorganic vapour phase epitaxy of ternary rhombohedral (Bi1− xSbx) 2 Se 3 solid solutions” Journal of Crystal Growth, 2015/9/10
    35. В. А. Лузанов, А. С. Веденеев, В. В. Рыльков, М. П. Темирязева, А. М. Козлов, М. П. Духновский, А. С. Бугаев. Получение тонких пленок тантала с использованием метода магнетронного распыления. Радиотехника и электроника, 2015, том 60, № 11, с. 1–3
    36. S.G. Alekseev , I. M. Kotelyanskii, N. I. Polzikova, G. D. Mansfel’d “Study of layered structures using modified acoustic resonator spectroscopy” Journal of Communications Technology and Electronics, March 2015, Volume 60, Issue 3, pp 300-307
    37. P.I. Kuznetsov , G.G. Yakushcheva, V.A. Luzanov, A.G. Temiryazev, B.S. Shchamkhalova, V.A. Jitov, V.E. Sizov. “Metalorganic vapour phase epitaxy growth of ternary tetradymite Bi2Te(3−x)Se(x) compounds” Journal of Crystal Growth, 2014/9/30
    38. Ползикова Н.И. , Алексеев С.Г., Котелянский И.М., Лузанов В.А., Раевский А.О. «Магнитоупругие взаимодействия в составном акустическом СВЧ-резонаторе, содержащем ферромагнитные пленки», Сборник трудов 1-ой Всероссийской акустической конференции, секция Акустоэлектроника, сс. 22-29, 2014, Москва, 6-10 октября.
    39. Natalia Polzikova , Sergey Alekseev, Iosif Kotelyanskii, Valery Luzanov and Alexander Raevskiy «Electroacoustic Excitation and Detection of Magnetic Oscillations in ZnO-YIG-GGG Magnetoelectric Bulk Acoustic Wave Resonator” 59th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials, 3–7 November 2014 , Honolulu, Hawaii. Abstracts p. 63-64. Jointly sponsored by AIP Publishing, LLC and the IEEE Magnetics Society.
    40. В. А. Лузанов, А. С. Веденеев, А. М. Козлов, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, М. П. Темирязева, К. Ю. Черноглазов, А. С. Бугаев. Пленки магнетита на поверхности сапфира, полученные методом диодного высокочастотного реактивного распыления. Радиотехника и электроника, 2014, том 59, № 9, с. 944–946
    41. A.S.Vedeneev, V.A.Luzanov, V.V.Rylkov, A.M.Kozlov, S.N.Nikolaev, M.P.Temiryazeva, K.Yu.Chernoglazov, and A.S.Bugaev Magnetite layers on sapphire surface formed by diode RF reactive deposition. Proceedings of 22nd Int. Symp. S. Petersburg, Nanostructures: Physics and Technology, June 23-27 2014, pp. 282-283.
    42. S.N. Bagayev, A.A. Kaminskii, Yu.L. Kopylov, I.M. Kotelyanskii, V.B. Kravchenko,, V.A. Luzanov. Single crystal growth in YAG ceramics of different stoichiometry. Optical Materials, 35 (2013), № 4, 757-760.