Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Малоенергоємні іонно-плазмові процеси формування мікро- та наноструктур"

М43

 

Автори: Стєрвоєдов А.М., к.т.н., Рафальський Д.В., Харченко Н.Д.

 

Представлений Науковим фізико-технологічним центром МОН і НАН України

 

Досліджено умови реалізації одночасної екстракції іонів і електронів з плазмового односітчастого джерела заряд­жених частинок з комбінованим високочастотним (ВЧ) індукційно-ємнісним розрядом, вперше отримано енергетич­ні спектри заряджених частинок в комбінованому іонно-електронному пучку, що генерується таким джерелом, та його емісійні характеристики. За результатами досліджень розроблено низько­енергетичне джерело комбінованого іонно-електронного потоку з діаметром пучка 250 мм.

Розроблено комплекс апаратури вимі­рювання параметрів синтезу і мікроконтролерна система управління процесом. Одержано ультратонкі (5 нм) суцільні плівки TiNx, TiNxOy на підкладках кремнію, оброблених безпосе­редньо перед осадженням пучком іонів аргону. Проведено комплексне дослідження плівок TiNxOy, сформованих методом іонно-променевого розпилення.

Досліджено вплив ВЧ напруги на запалювання розряду постійного струму. Показано, що існують три режими запалювання комбінованого розряду в залежності від співвідношення вели­чин постійної та ВЧ напруг, прикладених до електродів. Вперше експериментально отримані криві згасан­ня поздовжнього комбінованого розряду та  вказано на наявність області підвище­ного нагріву електронів у самостійному ВЧ ємнісному розряді поблизу стінок розрядної трубки.

Результати циклу мають велике значення як для подальших фундаментальних наукових досліджень, так і для застосування в різних технологіях, зокрема, для осадження нітридних, оксид­них, діамантоподібних та інших тонких плівок, іонно-променевої літографії, накачки газових лазерів, травління мікро- і наноструктур при виробництві інтегральних мікросхем, оптоелектронних пристроїв і в інших мікро- і нанотехнологіях. Ряд отриманих результатів може бути використаний для конструювання двигунів космічних апаратів.

 

Кількість публікацій:   52 наукові публікації,в т.ч.  20 статей у реферованих журналах, 32  тези доповідей. Загальний індекс цитування робіт ( згідно баз даних Scopus) складає 4.

Надіслати коментар

Коментарі

Дьячков Лев Гавриилович

В последнее время все более широкое применение находят электроразрядные и плазменные технологии при создании новых материалов с уникальными свойствами, в медико-биологических исследованиях, в микро- и наноэлектронике, а также в других областях современной науки и техники. На этом фоне весьма актуальными являются исследования, выполненные в рамках представленного цикла работ. Значительный интерес представляет комплексное изучение комбинированных ВЧ разрядов и разрядов постоянного тока в широком диапазоне параметров. Большие перспективы, на мой взгляд, имеет предложенная технология осаждения нанопленок на основе соединений титана.
Я полагаю, что данный цикл работ заслуживает присуждения Премии Президента Украины для молодых ученых.

Дьячков Лев Гавриилович, д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник Объединенного института высоких температур РАН, Москва

Ю.П. Райзер

Выдвинутый на конкурс цикл работ имеет большое значение как с научной точки зрения, так и для практики. Создан источник пучка большого диаметра, содержащего низкоэнергетические ионы и электроны и исследованы его характеристики, в том числе и и энергетические спектры заряженных частиц. В источнике применяется комбинированный разряд, высокочастотный , индукционно-емкостногогь типа, и постоянного тока. Исследован также и сам комбинированный разряд. Ионно-электронный пучок использован для синтеза титано- кислородно-азотных пленок нанометровой толщины и исследованы их свойства.Работа заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых

Ю.П.Райзер, д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник Института проблем механики РАН, Москва

Азарєнков М.О.

Приємно відзначити, що робота "Малоенергоємні іонно -плазмові процеси формування мікро- та наноструктур", яка є єдиною працею по фізиці плазми серед робіт молодих вчених, що представлені у цьому році до комітету Держпремій України, виконана представниками харківської школи фізики плазми. Отримані в роботі результати є надзвичайно цікавими для фундаментальної науки, але разом з тим мають і велике прикладне значення. Результати поданої роботи представлені як у вітчизняних, так і у престижних закордонних журналах, що свідчить про високий рівень виконаних досліджень. Крім того, за результатами роботи отримано патент України.
Відзначу, що у сучасному світі розвиток та впровадження нових наукоємних технологій, зокрема нано-технологій, є визначним фактором успішності та перспективності в економічному і суспільному плані будь-якої держави. Тому ця робота, спрямована головним чином на вивчення фундаментальних процесів формування високо- та низько-енергетичних потоків заряджених частинок з плазми, результати якої вже використані при створенні нових та модернізації існуючих пристроїв для формування мікро- та нано-структур, є підтвердженням великого потенціалу вітчизняної науки та безумовно має бути відзначена на найвищому державному рівні.

М.О. Азарєнков,
проректор ХНУ імені В.Н. Каразіна з науково-педагогічної роботи,
доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України, заслужений діяч науки і техніки України, лауреат премії НАН України імені К.Д.Синельникова.

Шамрай К.П.

У циклі наукових праць молодих харківських фізиків "Малоенергоємні іонно-плазмові процеси формування мікро- та наноструктур" отримано низку нових результатів, які мають велике значення як для фундаментальних наукових досліджень з фізики плазми, так і для розвитку сучасних технологій - виробництва мікро- та наноелектронних пристроїв, розробки іонних двигунів для космічних апаратів тощо. Я особливо добре обізнаний з роботами к.ф.-м.н. Рафальського Д.В., був опонентом на захисті його дисертації в цьому році. В них досліджено фізичні процеси в плазмі ВЧ індукційного джерела з односітчастою системою екстракції, визначено режими роботи і характеристики таких джерел, виявлено ефективні способи керування ними, надано рекомендації із застосування в сучасних прецизійних технологіях обробки матеріалів. Ці роботи опубліковані в провідних наукових журналах, добре знайомі спеціалістам як в Україні, так і за кордоном.
Представлений цикл праць виконаний на високому науковому рівні і є суттєвим внеском в сучасну фізику плазми і плазмові технології. Вважаю, що автори цього циклу Стєрвоєдов А.М., Рафальський Д.В. і Харченко Н.Д., безумовно, заслуговують на присудження премії Президента України для молодих вчених.

Шамрай Костянтин Павлович,
доктор фізико-математичних наук,завідувач відділу теорії плазми Інституту ядерних досліджень НАН України

Антонова Т.Н.

Работая в институте Макса Планка в Германии, мне очень приятно видеть, что в Украине рождаются работы, которые несомненно являются конкурентноспособными с точки зрения мировой науки. На фоне современных технических тенденций к микро- и наноструктурам во многих отраслях производства инно-пучковые плазменные технолонии безусловно являются перспективным направлением физических исследований. Изучение высоко-частотного разряда, широко используемого как в фундаментальных исследованиях, так и в промышленности, позволяет детальнее обосновать результаты лабораторных исследований и значительно улучшить эффективность плазменных процессов, например, ионно-пучкового травления или нанесения тонких плёнок. Авторы данного цикла статей получили важные результаты, опубликованные в ведущих международных журналах, и хотелось бы, чтобы их работа была поддержана для успешного выполнения дальнейших исследований.

Татьяна Антонова,
научный сотрудник института Макса Планка внеземной физики, Гархинг, Германия

Гірка Ігор Олександрович

У циклі робіт Стєрвоєдова А.М., Рафальського Д.В., Харченко Н.Д. яскраво і переконливо доведено наявність в Україні коли не власне мікро- і нано- електроніки, як галузі промисловості, то щонайменше, наукових розвідок світового рівня у цій галузі. У циклі робіт природно і збалансовано поєднано фундаментальні та прикладні дослідження. Власне наукові праці опубліковано в провідних наукових журналах, що входять до визнаних науко метричних баз. Робота, поза сумнівом, гідна бути відзначеною на найвищому рівні.
Гірка Ігор Олександрович, директор Інституту високих технологій, декан фізико-технічного факультету Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна

Иванов Олег Николаевич

Тема представленного цикла работ актуальна, важна и перспективна как с практической, так и с научной точки зрения, поскольку при переходе к нанометровым размерам изучаемых объектов их физико- химические свойства могут принципиально меняться, приводя к новым интересным возможностям технического применения, в частности, в наноэлектронике. Представленные работы свидетельствуют о высоком уровне исследований, достоверность их результатов подтверждается использованием современных экспериментальных методов изучения наноструктур, а также применением современных программных пакетов компьютерного моделирования. Результаты исследований имеют большое значение для создания новых функциональных материалов и могут иметь широкий спектр применения.

Иванов Олег Николаевич, доктор физ.-мат. наук,
директор Центра коллективного пользования
научным оборудованием «Диагностика структуры и свойств наноматериалов» Белгородского государственного национального исследовательского университета

Погребняк Александр Дмитриевич

Автори даного циклу наукових робіт отримали цікаві результати, які можуть мати практичний інтерес. Частина представлених робіт, я добре знаю, оскільки опонував захист к.ф.-м.н. Стервоєдова А.М., робота мені сподобалася і захист пройшов успішно.
На мою думку, робота безумовно заслуговує на те, щоб її подавали на Премію президента України

Д.ф.-м.н., професор СумДУ Погребняк О.Д.
Директор Сумського інституту
модифікації поверхні

Литвиненко В.В.

Тематика представленого циклу робіт є безсумнівно актуальною, оскільки вона присвячена реалізації принципів створення наноматеріалів, а саме синтезу нанорозмірних структур іонно-променевими методами. Я неодноразово слухав доповіді на фахових конференціях представників цього авторського колективу, ознайомлений з їх публікаціями, обговорював здобуті результати безпосередньо з ними. Не зважаючи на те, що молоді люди мають істотний досвід роботи за кордоном і їх результати опубліковані в міжнародних фахових виданнях, вони все ж таки повернулись працювати в Україну. Все це дає підстави для того, щоб рекомендувати даний цикл робіт на здобуття Премії Президента України для молодих учених.
Литвиненко Володимир Вікторович, доктор технічних наук, заступник директора Інституту електрофізики і радіаційних технологій НАН України

Гість

Одной из основных проблем физического и прикладного материаловедения является разработка новых материалов, обладающих уникальными функциональным свойствами. В настоящее время прогресс в этом направлении в значительной мере достигается путем получения материалов в наноструктурном состоянии, что привело в постепенному выделению нового направления в материаловедении. Такие материалы во многом обусловливают успехи современного приборостроения, оптики, микромеханики, других прорывных отраслей промышленности. Они нашли широкое применение в режущих инструментах, обеспечивая совершенствование технологий механической обработки. Рассматриваемая работа посвящена аппаратурному обеспечению реализации и разработке малоэнергоемких ионно-плазменных процессов формирования микро- и наноструктур. Результаты работы имеют большое значение для развития фундаментальных исследований в направлении наноматериаловедения и создания современных технологий осаждения нитридных, оксид¬ных, алмазоподобных тонких пленок, которые находят широкое применение в производстве интегральных микросхем, оптикоэлектронных приборов, производстве двигателей космических аппаратов другой прецизионной техники.
Считаю, что по своей научной новизне и практической ценности рассматриваемый цикл работ заслуживает Премии Президента Украины для молодых ученых.
Клименко Сергей Анатольевич, Лауреат государственной премии Украины в области науки и техники, д-р технических наук, профессор

Горячко А. М.

Напівпровідникова промисловість характеризуються переходом від мікро до нанорозмірних елементів і вимагає застосування нових матеріалів з поліпшеними електрофізичними властивостями. Необхідним для наноелектроніки є також удосконалення прецезійних методів нанорозмірної обробки і синтезу функціональних структур. До найбільш перспективних методів такої обробки належать іонно – плазмові методи синтезу, теоретичні та експериментальні дослідження яких на високому міжнародному рівні представлені у даному циклі наукових праць. Тому вважаю, що цикл наукових праць «Малоенергоємні іонно-плазмові процеси формування мікро- та наноструктур» безумовно заслуговує на відзначення премією Президента України для молодих вчених, а авторам циклу бажаю подальших успіхів в науковій роботі.

Горячко Андрій Миколайович,
кандидат фіз.-мат. наук.,
молодший науковий співробітник
кафедри нанофізики та наноелектроніки
Київського національного університету ім. Тараса Шевченка.

Гаркуша І.Є., директор ІФП ННЦ ХФТІ

Роль іонно-плазмових процесів в формуванні упорядкованих мікро- та нано- структур в матеріалах є визначальною для отримання нових унікальних фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей. Про актуальність цієї проблеми свідчить проведення останнім часом великої кількості міжнародних міждисциплінарних наукових конференцій із іонних джерел, взаємодії плазми з поверхнями та сучасних іонно-плазмових технологій. Про це також свідчить значна кількість публікацій у спеціалізованих виданнях, які присвячені даним проблемам.
Представлений цикл робіт органічно об’єднує результати багаторічних теоретичних і експериментальних досліджень, конструкторських розробок плазмових джерел заряджених частинок при використанні комбінації HF та LС розрядів, що виконані авторами та опубліковані в престижних наукових виданнях.
Результати цих досліджень надали новий поштовх у розвиток широкого кола напрямків сучасної фізики, що охоплює фізику плазми, радіаційне матеріалознавство, фізику поверхні, а також розробку новітніх технологій. Тому, на мою думку, цикл робіт «"Малоенергоємні іонно-плазмові процеси формування мікро- та наноструктур", безсумнівно, заслуговує на відзначення Премією Президента України.
Гаркуша Ігор Євгенійович,
Директор Інституту Фізики Плазми
Національного Наукового Центру
"Харківський Фізико-Технічний Інститут”
доктор фізико-математичних наук,
Лауреат Державної Премії України в галузі науки і техніки

Лісовський В.О.

Автори циклу наукових праць отримали низку результатів, які мають велике значення не тільки для науки, але й для розвитку іонно-плазмових технологій. Зокрема, розроблене авторами низькоенергетичне джерело комбінованого іонно-електронного потоку дозволяє проводити плазмову обробку як металевих, так і діелектричних матеріалів. Отримані авторами результати свідчать, що завдяки цьому джерелу існує можливість анізотропної обробки структур з розміром менш ніж 70 нм.
На мій погляд, дуже актуальними є також результати авторів щодо високочастотного та комбінованого розрядів низького тиску. Знайдена авторами область підвищеного нагріву електронів біля стінки технологічної камери пояснює, чому у деяких режимах горіння високочастотного розряду найбільші швидкості травління напівпровідникових матеріалів спостерігаються біля краю пластини, що оброблюється. Це дозволяє оптимізувати процеси іонно-плазмового травлення у високочастотному та комбінованому розрядах. Комбінований розряд, у якому високочастотна та постійна напруги прикладаються до одних й тих самих електродів, є одним з найбільш перспективних інструментів для обробки мікро- та наноструктур. Тому результати досліджень цього розряду, отримані авторами, вважаю дуже важливими.
Автори циклу робіт "Малоенергоємні іонно-плазмові процеси формування мікро- та наноструктур" отримали результати світового рівня, опублікували статті у відомих журналах з високим рейтингом. Тому вважаю, що автори гідні нагородження Премією Президента України.
Лісовський Валерій Олександрович,
професор Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна,
доктор фізико-математичних наук.