Эксπир
Регистрация / Вход

Исследование приборно-технологического базиса создания функциональных элементов наноэлектроники на основе углеродных наноматериалов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3081
Организация
МИЭТ
Руководитель работ
Неволин Владимир Кириллович
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Внебюджетные средства
0,2 млн

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
22.03.2007 - 31.05.2007
Цель первого этапа работы – создание квазиодномерных микропроводников на основе углеродных пленок и углеродных нанотрубок.
Методология проведения работы. Основной идеей работы является использование методов зондовой нанотехнологии для создания элементной базы наноэлектроники.
Результаты работы. Разработан один из методов зондовых нанотехнологий - метод локального анодного окисления углеродных пленок нанометровой толщины в атмосфере воздуха с контролируемой относительной влажностью паров воды, позволяющий создавать углеродные квазиодномерные микропроводники. Метод выгодно отличается тем, что в результате окисления образуется только углекислый газ в небольших количествах и технология является относительно безвредной.
Разработаны методы микромеханики углеродных нанотрубок, позиционирования и репозиционирования их на подложках, что позволяет создавать дискретные элементы наноэлектроники. Разработаны метод приготовления квантовых проводников на основе сетки из пучков углеродных нанотрубок.
Исследованы вольтамперные характеристики созданных структур на основе углеродных квазиодномерных микропроводников. Характеристики имеют явно выраженный нелинейный характер. Нелинейность может изменяться в определенных пределах третьим полевым электродом. Устройства, созданные на их основе, при низких частотах до 500 МГц могут использоваться как варисторы, на высоких частота свыше 1 ГГц как СВЧ-диоды.
Развернуть
2
01.06.2007 - 31.10.2007
3. Результаты работы.
1. Проведено сравнительное исследование спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) углеродных колонок из внутренней части катодных депозитов, покрытых многосвязной нанотрубной сеткой, и полученного в результате ультразвуковой обработки таких колонок мелкодисперсного материала. Установлено, что спектр колонок существенно шире и сдвинут в диамагнитную область по сравнению со спектром мелкодисперсного материала. Такое поведение свидетельствует в пользу существования в углеродных колонках замкнутых контуров, которые дают заметный вклад в диамагнетизм этой системы. В мелкодисперсном материале, состоящем преимущественно из многослойных нанотрубок, эти контура разрушены, что приводит к уменьшению диамагнетизма.
2. Исследованы спектры ЯМР ориентированных углеродных колонок с текстурированной нанотрубной сеткой и ориентированных образцов многослойных углеродных нанотрубок в полимерной матрице. Полученные результаты объясняются в рамках представлений о том, что намагниченность нанотрубки максимальна для направления магнитного поля перпендикулярно ее оси.
3. В очень широкой области температур (от 2 до 500 К) подробно исследована температурная зависимость проводимости углеродных колонок как цельного объекта с многосвязной структурой из многослойных нанотрубок. Впервые с высокой точность удалось количественно описать эту зависимость во всем температурном интервале. За основу такого описания взято теоретическое описание поведения с температурой электропроводности квазидвумерного графита. При таком подходе впервые удалось корректно описать низкотемпературную поправку к проводимости, которая, как и предполагалось, носит двумерный характер. Из результатов исследований электропроводности со всей очевидностью следует, что макроскопический многосвязный ансамбль многослойных углеродных нанотрубок обнаруживает те же особенности физических явлений, которые демонстрируют мезоскопические по размерам пучки нанотрубок или одиночные нанотрубки.
  
4. Область применения результатов.
В результате выполнения этапа работы получены фундаментальные знания, позволяющие предъявить к углеродным наноиатериалам (углеродным нанотрубкам) определенные требования для получения сверхвысокой проводимости.

5. Выводы.
В рамках выполнения второго этапа НИР проведены экспериментальные исследование в температурных и магнитных полях образцов из углеродных нанотрубок. Задание второго этапа выполнено полностью и удовлетворяет условиям технического задания и календарного плана.

Руководитель НИР, д.ф.-м.н., профессор В.К. Неволин
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИНХ СО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
92 млн
Количество заявок
241
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
72
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43