Один из перспективных подходов к решению проблемы повышения эффективности межэлементных соединений - использование интегральных систем оптической коммутации, основными элементами которых являются инжекционные лазеры с функционально-интегрированными модуляторами оптического излучения. Инжекционные лазеры обеспечивают возможность модуляции лазерного излучения субпикосекундными управляющими импульсами при неизменном во времени токе накачки и реализацию источников и модуляторов оптического излучения в единой наногетероструктуре AB с гетеропереходами второго типа. В работе исследован транспорт носителей заряда в функционально-интегрированном лазере-модуляторе с внутренней частотной модуляцией генерируемого оптического излучения с использованием двухмерной диффузионно-дрейфовой модели и методики численного моделирования. Полученные результаты численного моделирования процессов транспорта носителей заряда в лазере-модуляторе при включении тока накачки и импульсном изменении управляющего напряжения учитывают структурные особенности, транспортные эффекты, механизмы стимулированной и спонтанной излучательной рекомбинации, а также время жизни фотонов. Показано, что максимальная частота модуляции лазерного излучения определяется субпикосекундным временем управляемой передислокации максимумов плотности носителей заряда в квантовых областях лазера-модулятора и временем жизни фотонов в резонаторе и соответствует терагерцовому диапазону. Для повышения максимальной частоты модуляции необходимо уменьшать время жизни фотонов в активной области лазера-модулятора до значений менее 3 пс, изменяя соответствующим образом параметры резонатора. Предложенные модель и методика численного моделирования позволяют оптимизировать параметры функционально интегрированного лазера-модулятора и обеспечить требуемое соотношение максимальной частоты модуляции оптического излучения, коэффициента модуляции и пороговой плотности тока накачки.
Рассмотрены особенности управляемой передислокации носителей заряда в наноструктурах на основе туннельно-связанных квантовых областей, образованных гетеропереходами GaAs/AlGaAs. Обсуждаются результаты численного моделирования динамики управляемой туннельной передислокации максимума амплитуды волновых функций носителей.
Представлены результаты экспериментальных исследований модификации зондов для атомно-силовой микроскопии критических размеров (Critical Dimension Atomic Force Microscopy - CD-AFM) осаждением углеродных нанотрубок (УНТ) для повышения точности определения шероховатости поверхности вертикальных стенок субмикронных структур. Исследованы методы осаждения индивидуальной УНТ на острие зонда атомно-силового микроскопа (АСМ), основанные на механическом и электростатическом взаимодействиях между зондом и массивом вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (ВОУНТ). Показано, что при расстоянии между острием АСМ-зонда и массивом ВОУНТ 1 нм и приложении напряжения в диапазоне 20-30 В, на острие осаждается индивидуальная углеродная нанотрубка. На основании полученных результатов сформирован зонд с углеродной нанотрубкой на острие (УНТ-зонд) радиусом 7 нм и аспектным отношением 1:15. Исследования УНТ-зонда показали, что его применение повышает разрешающую способность и достоверность измерений АСМ-методом по сравнению с коммерческим зондом, а также позволяет определять шероховатость вертикальных стенок высокоаспектных структур методом CD-AFM. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления и восстановления специальных АСМ-зондов, в том числе зондов для CD-AFM, а также при разработке методик межоперационного экспресс-контроля параметров технологического процесса производства элементов микро- и наноэлектроники, микро- и наносистемной техники.
Представлены результаты экспериментальных исследований режимов активации зондовой нанолитографии тонкой пленки титана методом локального анодного окисления. Установлено, что использование УФ-стимуляции приводит к уменьшению геометрических размеров оксидных наноразмерных структур и сопровождается увеличением амплитуды с 6 до 7 В и длительности импульсов с 50 до 100 мс порогового напряжения при относительной влажности 50%. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния материала проводящего покрытия кантилевера и температуры подложки на геометрические размеры сформированных оксидных наноразмерных структур.
Представлены результаты экспериментальных исследований режимов ионно-стимулированного осаждения структур Pt толщиной от (0,48 ± 0,1) до (24,38 ± 0,1) нм методом фокусированных ионных пучков. Экспериментально определена скорость ионно-стимулированного осаждения Pt, которая в зависимости от режимов изменяется от (0,28 ± 0,02) до (6,7 ± 0,5) нм/с. Отклонение латеральных размеров структур Pt от заданных шаблоном уменьшается от (29,3 ± 0,07) % до (2,4 ± 0,2) % в зависимости от времени осаждения. При толщинах наноразмерных структур Pt более 3 нм их удельное сопротивление составляет (23,4 ± 1,8) Ом∙см и слабо зависит от толщины. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов формирования структур микроэлектронной сенсорики, наноэлектроники, нано- и микросистемной техники.