Главная На гланую страницу сайта Версия для печати

Учись в МИЭТ – получай качественное             
образование!
Задать вопрос
Задать вопрос
Олимпиады и конференции
Олимпиады и конференции
Календарь абитуриента
Календарь абитуриента
Контакты
Контакты

Направления подготовки

Электроника и наноэлектроника

Код11.04.04ТипТехническая
ФакультетФакультет ЭКТФорма обученияОчная
КафедраКафедра квантовой физики и наноэлектроникиЭкзамены
Уровень образованияМагистратура  

Направление «Электроника и наноэлектроника»

Программа: Элементная база наноэлектроники

Руководитель программы чл.-кор. РАН, зав. кафедрой КФН А.А.Горбацевич

Нанотехнология объединяет группу направлений фундаментальной и прикладной науки и техники, связанную с разработкой и созданием приборов и структур с нанометровыми размерами. Такие структуры описываются законами не классической, а квантовой физики и химии и обладают уникальными свойствами, не встречающимися в природе. Наноэлектроника – это электроника, основанная на методах нанотехнологии. Наноэлектроника включает в себя как традиционные направления, связанные с разработкой и созданием электронных приборов и устройств на базе транзисторов, так и совершенно новые – спинтронику, квантовую информатику, нанофотонику, наноплазмонику и др., принять участие в развитии которых можно, поступив в магистратуру кафедры КФН.

Обучение на кафедре КФН основано на сочетании современного инженерного образования и фундаментальной физико-математической подготовки, типичном для современной западной системы образования. Студенты магистратуры кафедры КФН имеют доступ к самому современному измерительному и технологическому оборудованию и проходят практику в ведущих лабораториях и исследовательских центрах страны. Налажено сотрудничество в области исследовательских работ и образования с рядом отечественных и зарубежных университетов. Значительная часть выпускников КФН поступает в аспирантуру. В числе преподавателей и руководителей научных направлений кафедры 1 член-корреспондент РАН и 7 профессоров докторов наук.

Учебный план включает следующие дисциплины: Физика наноразмерных полупроводниковых структур, Методы теоретической и математической физики, Квантовая теория твёрдого тела, Физические основы квантовой информатики, Квантовый компьютинг, Нанотехнологии в электронике, Спинтроника, Приборы и интегральные схемы на основе GaAs, Методы диагностики материалов и структур, Методы зондовой нанотехнологии, Сканирующая зондовая микроскопия и др.

Непосредственно в МИЭТ и на кафедре КФН студенты принимают участие в работе по следующим направлениям науки и техники (подробнее: см. сайт http://abiturient.ru/speciality/75836):

Основные научно-технические направления кафедры КФН

«Квантовый дизайн молекулярных и твердотельных наноструктур»

Руководители направления чл.-кор. РАН, профессор А.А. Горбацевич, к.ф.-м.н., доцент М.Н. Журавлев

Новое поколение средств обработки информации и энергосберегающих технологий связано с использованием контролируемых методов формирования объектов и структур с нанометровыми размерами: сложные полимерные комплексы, нанотранзисторы и т. д. В отличие от приборов предыдущей генерации свойства данных объектов описываются законами квантовой физики и квантовой химии, а приборная структура является полностью рукотворной. Новые современные материалы, по ёмкому замечанию нобелевского лауреата Лео Есаки, – это «manmade crystals» (кристаллы, сделанные человеком), в отличие от «God made crystals» (кристаллы, созданные Богом), используемых ранее. Поэтому двумя ключевыми составляющими успешности и профессиональной востребованности современного специалиста по проектированию и изготовлению приборов нового поколения служат сильная фундаментальная подготовка и умение работать на современном технологическом и аналитическом оборудовании. Обе эти компоненты успешно формируются при обучении в магистратуре кафедры КФН. Современные методы квантово-механического моделирования позволяют с высокой точностью рассчитывать параметры и характеристики материалов и структур с заданной атомной структурой. Работы в рамках данного направления на кафедре КФН нацелены на исследования и разработку новых материалов, в том числе, со свойствами, не встречающимися в природе, таких как полупроводниковые гетероструктуры и метаматериалы.

«Зондовые нанотехнологии»

Руководитель направления д.ф.-м.н., проф. В.К. Неволин

Направление включает изучение методик сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии нанообъектов, в том числе углеродных нанотрубок, графенов, молекул ДНК. Изучаются зондовые технологии формирования элементной базы металлической наноэлектроники на основе квантовых проводов, элементной базы углеродной наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок и графенов. Изучаются основы создания сверхмалых сверхчувствительных сенсоров на основе углеродных нанотрубок и графенов, покрытых аптамерами, для селективных датчиков белковых молекул, например, тромбина.

fig1.jpg

fig2.jpg


«Квантовые методы обработки информации»

Руководитель направления д.ф.-м.н., проф. Ю.И. Богданов

Квантовые методы обработки информации представляют собой новую, быстро развивающуюся область науки и технологии, основанную на использовании квантовых систем для реализации принципиально новых методов вычислений и передачи сообщений (квантовые каналы связи, квантовая криптография, квантовый компьютер). На кафедре КФН МИЭТ работы в этой области ведутся совместно с Физико-технологическим институтом РАН. Студенты имеют возможность участвовать в теоретических и экспериментальных исследованиях, проводимых на самом высоком научном уровне.

Основным элементом квантового компьютера служит квантовый бит (кубит), представляющий собой двухуровневую квантовую систему. В качестве кубитов могут выступать ионы, атомы, электроны, фотоны, спины атомных ядер, структуры из сверхпроводников и многие другие физические системы. Квантовые вычисления основаны на явлении запутанности, которое не имеет аналога в классической физике. Явление квантовой запутанности приводит к тому, что квантовое состояние многокубитовой системы не сводится к описанию состояний отдельных кубитов, ее составляющих. Каждый отдельный кубит, входящий в состав квантового регистра, теряет свою индивидуальность, становясь частью единого целого, что обеспечивает исключительно высокую степень распараллеливания при решении сложных математических задач, не поддающихся решению на обычных компьютерах. В настоящее время предложены и активно развиваются различные варианты квантовых компьютеров: на ионах в ловушках, на ядерных спинах, на квантовых точках, на зарядовых и потоковых состояниях в сверхпроводниковых структурах, на поляризационной степени свободы фотонов и др.

fig3.jpg

«Элементы и приборы гетероструктурной СВЧ наноэлектроники»

Руководитель направления к.ф.-м.н., нач. лаборатории гетероструктурной наноэлектроники В.И. Егоркин

Направление связано с решением задач обеспечения национальной безопасности и технологической независимости Российской Федерации и финансируется на приоритетной основе. В целом ряде устройств и систем специального назначения данная элементная база ни при каких условиях не может быть заменена на импортную. В последние годы достигнут значительный прогресс в области физики и технологии гетероструктур широкозонных полупроводников (GaN, AlN, SiC) и создании приборов с рекордными характеристиками на их основе, существенно превышающими характеристики кремниевых приборов. Фактически речь идет о формировании новой отрасли электроники. Кафедра КФН и лаборатория гетероструктурной наноэлектроники кафедры занимают ведущие позиции по этому направлению в стране и ежегодно выполняют значительный объем НИОКР. Участие в выполнении НИОКР дает возможность магистрантам и аспирантам кафедры не только повысить квалификацию, подготовить качественную диссертацию и познакомиться с возможными работодателями, но и решить свои текущие материальные проблемы.

fig4.jpg

Лаборатория элементной базы наноэлектроники

fig5.jpg

«Вакуумная эмиссионная электроника и оптоэлектроника»

Руководитель направления д.ф.-м.н., проф. Э.А. Ильичев

В основе работы приборов эмиссионной электроники и оптоэлектроники лежат эффекты автоэмиссии, вторичной эмиссии и фотоэмиссии электронов. Базовые элементы приборов указанных направлений (катодно-сеточные узлы, комбинированные эмиссионные катоды, умножители-концентраторы потока электронов, фотокатоды чувствительные к УФ и ВУФ диапазонам) разрабатываются на основе наноструктурированных углеродных и полупроводниковых материалов. Разрабатываемые базовые элементы для приборов силовой электроники предназначены для использования в источниках монохроматических электронов (автокатоды ПЭМ), в сильноточных рентгеновских трубках, а также в приборах и устройствах силовой СВЧ электроники (ЛБВ, клистроны, СВЧ диоды и триоды, приемо-передающие модули АФАР, и др.). Разрабатываемые приемники изображений чувствительные в УФ (0,25-0,40 мкм) и ВУФ (0,15-0,27 мкм) спектральных диапазонах имеют широкий динамический диапазон по детектируемой мощности (при пороговой чувствительности 10-11Вт/Гц0,5) и являются радиационно- и термостойкими. Приемники изображений разрабатываются для систем позиционирования воздушных, космических и наземных объектов, а также для систем мониторинга ионосферы полярных областей Земли.

«Физические основы радиационной технологии наноэлектроники»

Руководитель направления д.ф.-м.н., проф. Н.Н. Герасименко

В рамках рассматриваемого научного направления на кафедре и в лаборатории развиваются научные основы радиационной технологии микро- и наноэлектроники, включая ионную имплантацию, ионный синтез многокомпонентных систем, а также рентгеновскую литографию для малоразмерной электроники, в частности для систем МЭМС и НЭМС. Совместно с ФИАН имени П. Н. Лебедева создана лаборатория рентгеновских методов измерения параметров наноструктур (рефлектометрия, дифрактометрия, рефрактометрия, малоугловое рассеяние, рентгеновская, спектрометрия: измерение спектровпоглощения, рентгеновский флуоресцентный анализ), в которой разработан комплекс методов анализа структур микроэлектроники с учетом специфических требования микроэлектронной технологии. Работы по радиационной стойкости электронных наноструктур ведутся в интересах создания объектов оборонной и космической техники, а также для создания объектов Минатома.

«Спинтроника»

Руководитель д.ф.-м.н. А.Ф. Попков

Направление связанно с особенностями спинового транспорта в магнитных гетероструктурах и использования их для разработки и создания нового поколения информационных и телекоммуникационных приборов и систем. В последнее время достигнуты впечатляющие успехи в создании энергонезависимых запоминающих устройств на переносе спина и эффекте гигантского магнетосопротивления, которые в ближайшей перспективе придут на смену динамическим полупроводниковым ОЗУ и входят в перечень перспективных технологий универсальной памяти для информационных систем. Явления токовой и спин-орбитальной передачи вращательного момента открывают возможность разработки наноразмерных спинтронных генераторов, перспективных для телекоммуникационных систем и детекторов микроволнового излучения на спиновом диодном эффекте, превосходящих по чувствительности полупроводниковый аналог на эффекте Шоттки. Кафедра совместно с НТЦ МИЭТ участвует в работе по моделированию и практическому изучению спин-транспортных процессов в магнитных микро- и наноструктурах на основе современной измерительной базы, вплоть до самостоятельного создания малого предприятия для развития собственных перспективных идей в выбранном направлении.

Сфера занятости выпускников

В результате обучения на кафедр каждый выпускник кафедры обладает универсальным набором знаний и навыков – от моделирования, расчета и проектирования интегральных микросхем, до продвинутых методов нанотехнологии (технология молекулярно-лучевой эпитаксии, зондовые нанотехнологии, наноимпринт). Каждый выпускник умеет своими руками собрать зондовый микроскоп и работать на нем, знает, что такое квантовая телепортация и как устроен квантовый компьютер. Значительная часть студентов после магистратуры продолжает обучение в аспирантуре. Студенты кафедры КФН проходят практику и по окончании МИЭТа продолжают работу в ведущих отечественных и зарубежных высокотехнологичных компаниях (ОАО "НИИМЭ и Микрон", ОАО "Ангстрем", Freescale, Synopsys, НТ МДТ), академических институтах (ФИАН, ИОФАН, ФТИАН, ИРЭ РАН, КНЦ СО РАН), российских и зарубежных университетах (США, Германия, Англия, Швеция, Италия, Португалия), кафедрах, лабораториях и центрах научно-технологического комплекса МИЭТ, руководят собственными малыми высокотехнологичными фирмами.



Кафедра КФН

тел. 8 (499) 720-87-09; e-mail: kfn@miee.ru

Приемная комиссия

тел. (499) 734-02-42; e-mail: dap@miee.ru

Подробности на сайте:

www.miet.ru/structure/s/236;

www.abiturient.ru/entrance/e/63885

Ждем Вас на нашей кафедре!