Нанокомпозиты на основе керамики и полимеров сочетают в себе качества составляющих их компонентов: гибкость, упругость, перерабатываемость полимеров и характерные для стекол твердость, устойчивость к износу, высокий показатель светопреломления. Благодаря этому улучшаются многие свойства материалов по сравнению с исходными компонентами. В последнее время исследователи проявляют большой интерес к изучению свойств сложных композитных соединений. Во-первых, это связано с уникальными свойствами таких структур по сравнению с «обычными», однородными по составу веществами.  Во-вторых, — с  тем, что подобные соединения могут оказаться значительно более дешевыми, чем однородные структуры, при условии, что композит по ряду физических показателей и в диапазоне заданных параметров (температуры, частоты приложенного поля и т.д.) идентичен однородным веществам. Так, сегнетоэлектрические полимеры типа поливинилиденфторида (PVDF) и сополимеры на его основе нашли широкое применение в качестве функциональных элементов различных электротехнических устройств в современной электронике за счет своих относительно высоких пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств. Высокая спонтанная поляризация и образование полярных нецентросимметричных кристаллов обуславливают появление в этих материалах высокой пьезо- и пироактивности. Методами сканирующей зондовой микроскопии исследованы сегнетоэлектрические нанокомпозиты различных составов. В качестве образца-матрицы для исследования локального переключения поляризации на наномасштабе был выбран сополимер винилиденфторида с трифторэтиленом P(VDF-TrFE), обладающий достаточно высокой долей кристалличности. В качестве наполнителя для композита выбраны порошки сегнетоэлектриков титаната бария BaTiO₃ и дейтерированного триглицинсульфата DTGS, керамический порошок цирконата-титаната бария свинца BPZT. Показано, что эти материалы являются перспективными для использования в качестве элементов памяти. 

Методом конечных элементов и с использованием в качестве математического базиса уравнений Максвелла в стационарном состоянии проведено моделирование работы биполярного мемристора TiN/HfO₂/Pt, что позволило изучить влияние толщины токопроводящего канала на форму вольт-амперной характеристики. За токопроводящий канал принималась обогащенная ионами Hf фаза HfO_x (x < 2), имеющая структуру фазы Магнели, и, соответственно, обладающая повышенной электропроводностью. Разработан механизм образования, роста и растворения фазы HfO_x в условиях биполярного режима работы мемристора, который позволяет управлять потоками кислородных вакансий. Токопроводящий канал имел форму цилиндра с радиусом, варьируемым в пределах 5—10 нм. Показано, что с увеличением толщины канала увеличивается и площадь гистерезисных петель вольт-амперной характеристики, что связано с возрастающей энергетической нагрузкой при работе мемристора. Разработана модель, которая позволяет проводить количественные расчеты и, следовательно,  может быть использована при конструировании биполярных мемристоров для оценки тепловых потерь во время их работы. 

Предложена молекулярно-кинетическая модель процесса осаждения слоев из газовой фазы, включающая комплексную схему стадий и выражения для расчета скоростей по гетерогенному и гомогенному механизмам роста. Модель учитывает диффузию, адсорбцию и химическое превращение реагентов с образованием на подложке и в пограничном газовом слое основного, побочного продуктов и кластеров. На основе полученных выражений сформулированы показатели химической, структурной и топологической неоднородностей, как отклонений базовых характеристик слоев. Сделаны оценки характеристик слоев оксида кремния на примерах их осаждения окислением моносилана и тетраэтоксисилана.

В работе рассмотрено решение задачи экстракции параметров модели мемристора из экспериментально полученных вольт-амперных характеристик. Ставится проблема поиска начального приближения для данной задачи на основе анализа внешнего вида вольт-амперных характеристик средствами машинного обучения.

В работе выполняется имитационное моделирование процессов диффузии ионов металлического барьера в low-k диэлектрик между двумя близлежащими медными линиями. На основании экспериментальных данных по коэффициенту диффузии, опубликованных в научной литературе, и расчетов согласно математической модели распределения ионов металлического барьера в диэлектрике проведена оценка времени до пробоя пористого low-k диэлектрика в элементах сверхбольших интегральных схемах современного топологического уровня. Дополнительно, в работе получены зависимости времени пробоя диэлектрика от расстояния между двумя близлежащими медными линиями, а также в зависимости от напряжения питания линии (другая линия заземлена).

Исследовано влияние процессов плазмохимического осаждения (PECVD) пленок SiN_x на электрические параметры структуры диэлектрик/АlGaN/GaN. Дан анализ влияния состава формируемых пленок, воздействия дополнительной обработки поверхности гетероструктур в плазме азота перед осаждением диэлектрика, а также влияния подачи ВЧ-смещения при такой обработке на особенности С—V- и I—V-характеристик структур SiN_x/АlGaN/GaN. Установлено, что для пленок с соотношением концентраций азота и кремния 60 и 40 %, а также с повышенным содержанием кислорода характерно уменьшение фиксированного положительного заряда в этих структурах, однако, на I—V-характеристиках структур наблюдается появление пульсаций тока. Выявлено как режимы процесса плазмохимии влияют на такие параметры осцилляций, как период, амплитуда, длина участка I—V-характеристики, на котором наблюдаются осцилляции. Предложено возможное объяснение причин появления характерных пульсаций. Установлено, что дополнительное воздействие азотной плазмы на поверхность гетероструктуры до напуска в камеру моносилана приводит к изменению величины и знака фиксированного заряда, а также к уменьшению концентрации свободных носителей в канале двумерного газа гетероструктур SiN_x/АlGaN/GaN. Экспериментально показано, как технологические особенности процессов PECVD осаждения и подготовки поверхности могут влиять на электрические параметры формируемых гетероструктур.

Современные технологии не обходятся без производства тонких пленок диоксида олова, которые наиболее широко применяются в основном в трех областях: в качестве прозрачных электродов, катализаторов и твердотельных сенсоров различных газов. Применение их в качестве прозрачных электродов связано с высоким коэффициентом пропускания слоев диоксида олова в оптическом диапазоне, а также с их низким удельным электрическим сопротивлением. Рассмотрено влияние кратковременного воздействия плазмы на состав и структуру тонких пленок диоксида олова, полученных из раствора пятиводного тетрахлорида олова в 97%-ном этаноле с различной концентрацией ионов олова. Выявлен линейный характер зависимости толщины пленок диоксида олова SnO₂ от концентрации раствора и количества нанесенных слоев. Обнаружено уменьшение электрического сопротивления пленок с повышением концентрации исходного раствора и увеличением количества слоев. Показано, что обработка пленок SnO₂ водородной плазмой позволяет снизить их электрическое сопротивление без уменьшения прозрачности. Обработка кислородной плазмой снижает   прозрачность пленок SnO₂, а сопротивление пленок увеличивается с увеличением длительности такой обработки. 

При создании новых материалов, предназначенных для работы в особо жестких условиях, встает задача придания им коррозионной стойкости, практическое решение которой связано с уровнем знаний в области высокотемпературного окисления металлов и сплавов. При использовании проводниковых алюминиевых сплавов для изготовления тонкой проволоки, например обмоточного провода и т. д. могут возникнуть определенные сложности в связи с их недостаточной прочностью и малым числом перегибов до разрушения. Решение многих задач современной техники связано с использованием материалов, обладающих высоким сопротивлением окислению. Поэтому изучение взаимодействия кислорода с металлами и сплавами приобрело большое значение в связи с широким применением новых материалов с особыми физико-химическими свойствами. В этом ряду особое место отводится алюминиевому проводниковому сплаву E-AlMgSi (алдрей). Процесс окисления сплавов исследовался на воздухе в изотермических условиях термогравиметрическим методом с непрерывной фиксацией массы образца в течение 1 ч при температурах 723, 773 и 823 К. На основании экспериментальных данных строились кинетические кривые окисления, а также зависимости величины удельного увеличения массы от количества кадмия в сплаве E-AlMgSi (алдрей), времени и температуры. Обработкой квадратичных кинетических кривых окисления сплавов при указанных температурах установлено, что окисление сплавов подчиняется гиперболической зависимости у = kхⁿ где значение n изменяется от 1 до 4. Зависимость lgK от 1/T для сплава E-AlMgSi (алдрей) с кадмием показывает, что с ростом температуры и содержания кадмия скорость окисления растет.

Редакционная статья