11 декабря 2018 г., в 14 часов, в конференц-зале НИФТИ ННГУ, состоится заседание Ученого совета ННГУ, посвященное итогам реализации в 2018 году основных научных направлений.

Читать далее
07.12.2018

Обновлены сведения о ходе выполнения проектов в 2017-2018 гг. в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»

Читать далее
21.11.2018

18 октября состоится семинар "Органические мемристорные приборы и нейроморфные системы" (докладчик - Ерохин В.В., Курчатовский комплекс НБИКС-технологий)

Читать далее
16.10.2018

2 октября 2018 г., в 14 часов, в конференц-зале НИФТИ ННГУ, состоится семинар "Перспективные полимеры и их применение" (докладчик - д.х.н., проф. Хаширова С.Ю.).

Читать далее
01.10.2018

Название проекта: «Исследование и разработка мемристивных наноматериалов и электронных устройств на их основе для квантовых и нейроморфных вычислений»

Уникальный идентификатор проекта: RFMEFI58717X0042

Руководитель: Михайлов А.Н.

 

Сведения о ходе выполнения проекта № 14.587.21.0042 на этапе № 1

 

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 03.10.2017 г. № 14.587.21.0042 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным
направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 03.10.2017 по 29.12.2017 гг. выполнялись следующие
работы:

По п. 1.1 ПГ: Заключено уточненное Соглашение о сотрудничестве в рамках
проекта.

По п. 1.2 ПГ: Выполнен аналитический обзор современной научно-технической,
нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую
проблему, исследуемую в рамках исследований.

По п. 1.3 ПГ: Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р
15.011-96.

По п. 1.4 ПГ: Разработаны различные варианты научно-технологических решений
по созданию с применением метода магнетронного распыления мемристивных
наноструктур на основе металлов, нитридов и оксидов с эффектом изменения
валентности.

По п. 1.5 ПГ: Разработаны научно-технологические решения по созданию
магнитных гранулированных и органических мемристивных наноструктур.

По п. 1.6 ПГ: Разработана технологическая документация, отражающая
разработанные научно-технологические решения по изготовлению лабораторных
образцов мемристивных наноструктур.

По п. 1.7 ПГ: Изготовлены с применением метода магнетронного распыления
лабораторные образцы мемристивных наноструктур на основе металлов, нитридов и
оксидов с эффектом изменения валентности.

По п. 1.8 ПГ: Изготовлены лабораторные образцы магнитных гранулированных и
органических мемристивных наноструктур.

По п. 1.9 ПГ: Проведены предварительные эксперименты по изучению
электрофизических свойств мемристивных наноструктур, выявлению эффектов
размерного квантования и спин-зависимого транспорта в режиме резистивного
переключения.

По п. 1.10 ПГ: Проведен теоретический расчет характеристик ионного и электронного транспорта в мемристивных наноструктурах с учетом квантовых и статистических явлений при резистивном переключении на основе эффекта изменения валентности.

По п. 1.11 ПГ: Разработаны программы и методики экспериментальных
исследований лабораторных образцов мемристивных наноструктур.

По п. 1.12 ПГ: Осаждены диэлектрические пленки и электрохимические
мемристивные наноструктуры методами газофазного и атомно-слоевого осаждения.

По п. 1.13 ПГ: Проведено теоретическое исследование и моделирование
транспортных явлений в электрохимических мемристивных наноструктурах.

По п. 1.14 ПГ: Проведено экспериментальное исследование электрофизических свойств, структуры и состава электрохимических мемристивных наноструктур, изготовленных с применением методов газофазного и атомно-слоевого осаждения.

При этом были получены следующие результаты:

На основе проведенного анализа научно-технической литературы, патентного поиска предложены различные варианты научно-технологических решений по созданию мемристивных наноструктур на основе комбинаций электродов (Au, Zr,
Ta, W, TiN), тонких пленок нитридов (SiNx) и оксидов (ZrO2(Y), HfO2(Y), TaOx, SiOx) с эффектом изменения валентности, магнитных металл-оксидных наногранулированных композитов на основе нанослоев оксидов (LiNbO3 или Al2O3), сплава CoFeB и электродов Cu или Cr/Cu/Cr, а также органических
мемристивных наноструктур на основе полимеров (полианилин – ПАНИ и
полиэтиленоксид). Разработанные научно-технологические решения отражены в
комплекте технологической документации, включающем схемы технологических
процессов и технологические инструкции в соответствии с ГОСТ 3.1105-84,
экспериментально реализованы путем изготовления лабораторных образцов
мемристивных наноструктур в количестве 32 шт. Предварительные эксперименты (в том числе с привлечением уникального оборудования Центра коллективного
пользования – Научно-образовательного центра «Физика твердотельных
наноструктур» ННГУ и ЦКП-УНУ «Курчатовский источник синхротронного излучения (КИСИ)») позволили установить параметры ионного и электронного транспорта, необходимые для теоретического расчета, опробовать методики измерения структуры и состава, режимы электроформовки и резистивного переключения для отдельных комбинаций материалов в составе мемристивных наноструктур, в том числе с учетом эффектов размерного квантования и спин-зависимого транспорта (для магнитных наноструктур). Теоретический расчет характеристик ионного и электронного транспорта позволил оценить условия электроформовки и резистивного переключения в неоднородном электрическом поле, возможность учета локального разогрева и переноса тепла с использованием метода статистических испытаний (Монте-Карло) при моделировании ионного, электронного и фононного транспорта. Разработанные программы и методики экспериментальных исследований лабораторных образцов мемристивных наноструктур включают экспериментальные исследования электрофизических свойств, устойчивости / деградации параметров резистивного переключения в зависимости от числа циклов переключения, проверку состава и геометрических параметров слоев в мемристивной наноструктуре, а также магнитотранспортных свойств с использованием исследований эффекта Холла и магнетосопротивления (для магнитных наноструктур).

За счет средств Иностранного партнера (ИП) – Института нанонаук и нанотехнологий Национального Центра Научных исследований «Демокрит» – в полном соответствии с уточненным Соглашением о сотрудничестве в рамках проекта от 10 октября 2017 г. проведено осаждение диэлектрических пленок (Si3N4, SiO2, HfOx) и электрохимических мемристивных наноструктур на их основе (с медным верхним электродом) методами газофазного и атомно-слоевого осаждения. Проведено теоретическое исследование и моделирование транспортных явлений в электрохимических мемристивных наноструктурах (путем решения уравнений диффузии и дрейфа ионов с учетом термических эффектов).
Выполнено экспериментальное исследование электрофизических свойств, структуры и состава электрохимических мемристивных наноструктур (с применением вторичной ионной масс-спектрометрии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии), изготовленных с применением методов газофазного и атомно-слоевого осаждения.

На всех стадиях данного проекта (моделирование, изготовление и исследование мемристивных наноструктур и устройств на их основе) реализуется эффективное взаимодействие с ИП, в качестве которого выступает Национальный Центр Научных исследований «Демокрит» – ведущий научно-исследовательский центр Греции. Работы ИП обеспечивают разработку альтернативных принципов, дополнительных технологических и теоретических подходов к формированию и моделированию мемристивных наноструктур (в том числе в наномасштабе). Результаты этих работ могут быть использованы российской стороной и существенно снижают научно-технические риски недостижения заданных параметров мемристивных устройств в ходе проекта.

По результатам проекта совместно с ИП опубликованы две статьи в журналах Microelectronic Engineering и  IOP Journal of Physics, одна статья направлена для публикации в журнал Advances in Condensed Matter Physics.
Все журналы индексируются в базах WoS и Scopus.

Исполнители проекта со стороны ННГУ и организации-соисполнителя (НИЦ «Курчатовский институт») участвовали в 4 мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов исследований: InternationalConferenceonComputerSimulationinPhysicsandbeyond – Москва, XV Курчатовская междисциплинарная молодежная научная школа – Москва (совместно с соисполнителем), XIX Всероссийская молодежная конференция по физике
полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике –
Санкт-Петербург (в соавторстве с ИП), организационное совещание по проекту
MEM-Q – Афины (на базе ИП).

Зарегистрирована в ФИПС программа для ЭВМ «Программа расчета ионного и электронного токов, а также фононной кинетики в процессе электроформинга в мемристивных структурах на основе стабилизированного диоксида циркония (MemResearch)» по результатам компьютерного расчета характеристик
ионного и электронного транспорта в мемристивных наноструктурах.

Новизна выбранных способов решения поставленных задач состоит в выборе
оригинальных комбинаций материалов в мемристивных наноструктурах, новых
теоретических подходов и алгоритмов, новых технологических решений по созданию мемристивных наноструктур, который при этом увязан с необходимостью адаптации этих решений в конкретные электронные схемы нейроморфных систем и эмуляторы квантовых алгоритмов, предложенных впервые членами международного консорциума.

Полученные результаты полностью соответствуют требованиям технического задания и обеспечивают успешное решение задач, поставленных на следующих этапах проекта. Научно-технический уровень полученных результатов – высокий, соответствует лучшим мировым достижениям и способствует созданию конкурентоспособной продукции.

 

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению в отчетный период исполненными надлежащим образом.