Книга посвящена описанию основных физических принципов, структур и методов моделирования, а также тенденций развития современной и перспективной кремниевой наноэлектроники с технологическими нормами менее 100 нм. Для преподавателей и студентов. специализирующихся по направлениям микро- и наноэлектроники, электроники, электронных измерительных систем. Может быть использована в учебном процессе при подготовке учебных курсов "Физические основы наноэлектроники", "Наноэлектронные технологии", "Физика микроэлектронных структур".

Пособие соответствует гос. образовательному стандарту направления подготовки 140400 "Техническая физика" и содержанию учебной программы дисциплины ОПД.Ф.03 "Материаловедение и технология конструкционных материалов". Содержит сведения по физическим основам формирования микронеоднородных областей в стекле вследствие протекания сегрегационых явлений активатора на основе обобщения результатов ведущихся в мире интенсивных исследований в области стеклообразного состояния вещества и композитных структур на основе стекол. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 140400 "Техническая физика" при изучении дисциплин "Материаловедение и технология конструкционных материалов" и "Физика некристаллических твердых тел". Может быть использовано для подготовки студентов по направления "Электроника и микроэлектроника", а также аспирантами, инженерами и научными работниками, специализирующимися в области микро- и наноэлектроники.

В учебном пособии изложены сведения о строении кристаллической решетки. Рассмотрены ее тепловые и электронные свойства, вопросы диффузии в твердой фазе. Приведены данные о дефектной структуре твердых тел. Освещены основные положения теории дислокаций и описываемые на ее базе представления о пластической деформации и разрушении твердых тел. Объяснена природа высокопрочного состояния. Проанализированы методики испытания металлов и сплавов при активном нагружении, ползучести. релаксации упругих напряжений и повторно-переменном нагружении. Для магистрантов, обучающихся по направлениям подготовки высшего профессионального образования "Прикладная механика" и "Техническая физика", а также аспирантов, специализирующихся в областях, связанных с физикой прочности и физическим металловедением.

В третьем томе рассмотрено влияние дефектов структуры на механические свойства сплавов. Описаны виды точечных дефектов, условия их возникновения и аннигиляции, а также различные виды дислокаций, их зарождение, движение, взаимодействие друг с другом и точечными дефектами. Приведены способы деформаций и разрушения металлов и сплавов. Изложены сверхпроводящие свойства металлов и сплавов. Для научных работников, занятых в области физики металлов, металловедов, работников заводских лабораторий, а также преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических и машиностроительных институтов.

Монография посвящена систематическому изложению свойств, методов синтеза и возможностей применения пористого кремния, нанокремния и композитных материалов на их основе. Подробно изложены методы получения нанокристаллического кремния и проведен их сравнительный анализ. Описаны электронные и оптические свойства, современные методы исследования, позволяющие дать характеристику спектральных и структурных свойств этого материала, обладающего уникальными оптическими (поглощение излучения в УФ-области и фотолюминесценция в видимой области спектра) и электрофизическими свойствами. Значительное внимание уделяется различным областям практического применения : в УФ-защитных покрытиях, биоаналитике и солнечной энергетике. Представлены результаты исследований трансформации свойств наночастиц кремния в зависимости от химического состава примесей, появляющихся при синтезе и нахождении наночастиц в атмосфере воздуха. Описаны методы диагностики структуры, состава образующихся примесей и способы направленного модифицирования поверхности наночастиц кремния и функции их распределения по размерам. Монография рекомендуется широкому кругу читателей, интересующихся проблемами создания, исследования и применения наноматериалов, - научным работникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в этой увлекательной и интенсивно развивающейся области современной науки.

В справочнике изложены основные сведения о фазовых равновесиях углерода, термодинамических условиях образования алмаза и его реальной кристаллической структуре. Изложены современные представления о природе химической связи в алмазе и его зонной структуре. Систематизированы данные о механических, электрофизических, магнитных, теплофизических и оптических свойствах природных и синтетических алмазов, Приведены классификация алмазов и характеристика их физических свойств, а также данные о взаимосвязи физико-химических и эксплуатационных свойств синтетических алмазов. Справочник содержит сведения о примесях в природных и синтетических алмазах, полученные на основе исследований методом электронного парамагнитного резонанса, ИК-спектроскопии и измерений магнитной восприимчивости. Предназначен для инженеров и научных работников, в частности работающих в области материаловедения и физики алмаза. Может быть использован работниками заводских лабораторий и аспирантами соответствующих специальностей.

Обобщены результаты ведущихся в мире интенсивных исследований в области молекулярной электроники, рассмотрены основные физические свойства и электронное строение молекулярных материалов и углеродных наноструктур, основные принципы создания приборов молекулярной электроники. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям в области техники и технологии при изучении дисциплин "Микроэлектроника", "Микро- и оптоэлектроника", "Наноэлектроника", "Физика полимеров и неупорядоченных диэлектриков", "Физика структур пониженной размерности", "Физика сенсорных материалов и устройств", и может быть также использовано аспирантами, инженерами и научными работниками, специализирующимися в области микро- и наноэлектроники, материаловедения.

Настоящее издание - второй выпуск книги «Нанотехнологии в электронике», вышедшей несколько лет назад. Каждую из частей книги представляет группа авторов, активно развивающих данное направление в Национальном исследовательском университете «МИЭТ». Коллектив авторов старался осуществить частичную преемственность материала, содержащегося в первом выпуске, однако структура книги существенно изменилась: группировка статей по условным разделам (теоретико-экспериментальные работы, методы исследований, технологии, приборы и устройства) представляется более правильной с точки зрения понимания общего направления работ в МИЭТ. Каждая из работ представляет собой законченный научный труд обзорного или обобщающего характера, либо является частью оригинальных исследований, полученных в последние 3-5 лет. Книга представляет интерес для специалистов, аспирантов и студентов, работающих в области нанотехнологии и смежных областях.

В данной книге подробно описаны основные физические концепции, связанные с нанонаукой и нанотехнологиями, и возможности создания на их основе микроэлектронных и оптоэлектронных приборов нового поколения. В настоящее время издается много книг по новейшим разделам нанонауки, но почти отсутствуют учебники и пособия для студентов-старшекурсников и аспирантов, связанных с нанонаукой. Предлагаемая книга восполняет этот пробел, так как представляет собой ценное учебное и справочное пособие для студентов, специализирующихся в физике, материаловедении и некоторых других технических дисциплинах. Кроме того, книга может представить интерес для ученых и инженеров-практиков, желающих глубже понять принципы нанонауки и нанотехнологии.

В монографии рассматриваются особенности экспериментальных изображений дефектов структуры монокристаллического карбида кремния, полученных прямыми и неразрушающими физическими методами рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа. а также приводятся результаты проведенных исследований этого материала. Проводится сравнение информативности различных методов при исследовании карбида кремния и обзор возможностей цифровой обработки экспериментальных изображений дефектов структуры. Предназначается для научных работников, инженеров, преподавателей и студентов. специализирующихся в области физического материаловедения, кристаллофизики и технологии материалов и приборов электронной техники.

В монографии рассматриваются теоретические основы, методика и практика применения метода рентгеновской топографии на основе эффекта Бормана (РТБ). Приводятся методика и результаты моделирования теоретического контраста от основных типов дефектов в монокристаллических материалах в методе РТБ и его сопоставление с экспериментальным контрастом. Предложены методы цифровой обработки изображений, позволившие устранить слабый контраст и фоновую неоднородность топограмм и фотонегативов, влияние зернистости фотоэмульсии, представить изображение дефектов в виде, более удобном для анализа и идентификации дефектов. Для научных работников, инженеров, преподавателей и студентов, специализирующихся в области материаловедения, кристаллофизики и технологии материалов электронной техники.

В монографии изложены современные тенденции в наноструктурном материаловедении, сформулированы нерешенные проблемы. Систематизированы многочисленные данные о влиянии размерных эффектов и поверхностей раздела на физические, физико-химические и механические свойства наноматериалов, обобщены и проанализированы сведения о термической , радиационной, деформационной и коррозионной стабильности. Рассмотрены особенности наиболее характерных наноматериалов на основе соединений титана, кремния и их сплавов. Для научных работников, преподавателей, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области нанотехнологии и наноматериалов.

Монография посвящена рассмотрению проблем и возможностей использования кремния для создания приборов и устройств наноэлектроники и нанофотоники. Даны представления о квантоворазмерных эффектах, возможности их проявления в кремниевых элементах и структурах, а также физических ограничениях. Рассмотрены наиболее перспективные технологические возможности формирования наноразмерных кремниевых структур.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований фазовых и структурных превращений в металлах и сплавах. Обсуждаются процессы пластической деформации и диффузии в металлических материалах, влияние гидростатического давления на их механическое поведение. Анализируются особенности тонкой структуры, дислокаций и точечных дефектов в металлах и сплавах и те изменения, которые они претерпевают в результате различных внешних воздействий. Рассматривается влияние фазовых и структурных превращений на формирование механических свойств сталей и сплавов. Сборник представляет интерес для исследователей, работающих в области физического материаловедения, фазовых превращений и диффузии прочности и пластичности, а также для специалистов смежных областей знания.

Книга сочетает в себе черты монографии и учебного пособия. Описаны физические свойства кремния, представляющие интерес с точки зрения нелинейной оптики. Изложены основы феноменологического и микроскопического подходов, используемых в теории генерации оптических гармоник в кремнии. Предложена комплексная модель генерации второй гармоники на кремниевых межфазных границах, учитывающая интерференцию различных вкладов в нелинейно-оптический отклик, анизотропию среды, фотогенерацию неравновесных носителей и многое другое. Дан подробный аналитический обзор экспериментальных работ, демонстрирующий как историю развития нелинейной оптики кремния и кремниевых наноструктур, так и ее современное состояние. Для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области нелинейной оптики и спектроскопии поверхности, микро- и нанотехнологии кремния.

Книга посвящена основным физическим явлениям и закономерностям, лежащим в основе технологических методов и процессов современной электроники. Особое внимание уделено наноматериалам и перспективным направлениям нанотехнологии. Изложение построено так, чтобы дать читателю возможность самостоятельно сформировать общие физико-технологические представления, как правило, без обращения к другой литературе. Для изучения отдельных вопросов в конце книги приведен список рекомендуемой литературы. Книга предназначена главным образом студентам как учебное пособие по физико-технологическим основам современной электроники в ее широком понимании, включающем макро-, микро- и нанотематику, но может оказаться полезной и специалистам в этих областях. Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 210100 «Электроника и наноэлектроника», 211000 «Конструирование и технология электронных средств», 222900 «Нанотехнологии и микросистемная техника».

В монографии представлены теоретические и экспериментальные результаты исследований оптических свойств ферромагнитных кристаллов и наноразмерных гетеросистем на основе ферромагнитных полупроводников, полученные за последнее время; показаны современные методы анализа взаимодействия излучения с магнитоупорядоченными средами, особенности поглощения света сверхрешетками, в состав которых входят нанослои халькогенидов европия. Много внимания уделено вопросам применения этих материалов в современной оптоэлектронике и зарождению нового научного направления - экситоники. Особенно детально анализируются условия образования межъямных и межъбарьерных экситонов высокой плотности вплоть до образования из них бозе-конденсата. В работе приведен обширный литературный материал по всем рассмотренным вопросам. Монография представляет интерес для научных работников, аспирантов и студентов, интересующихся вопросами физики наноразмерных ферромагнитных гетеросистем.

Сборник, посвященный 20-летию Физико-технологического института РАН, включает в себя статьи по актуальным проблемам микро- и наноэлектроники, микро- и наноэлектромеханики и твердотельных квантовых компьютеров. Рассмотрены перспективы реализации полномасштабных квантовых компьютеров на ионных ловушках в твердотельных структурах, проанализирован перенос электрона в одномерных многоямных структурах. Особое внимание уделено важнейшим вопросам физики и моделирования нанотранзисторов (кремниевые в ультратонком кремнии на изоляторе, туннельные, с графеновым каналом и др.). Исследованы межподзонные оптические переходы в структурах с разрывом запрещенной зоны. Представлены статьи по моделированию электромиграционного разрушения тонкопленочных проводников, прочности границы соединенных материалов в зависимости от их микроструктуры и содержания точечных дефектов, моделированию каналов нейтрализации источников пучков быстрых нейтралов, дается обзор плазменных процессов в технологии МЭМС. Для специалистов в области микро- и наноэлектроники.

В настоящей книге представлен краткий обзор углеродсодержащих нанообъектов на основе графита и продуктов его модификации. Основное внимание уделено новому углеродному наноматериалу - графену. Описано, что именно понимают под термином "графен" в русской и зарубежной научной литературе, приведены основные методы получения графена, его физико-химические свойства, показана возможность получения композитов и соединений на основе графена, а также перечислены основные направления применения этого перспективного материала.

Книга посвящена одному из современных методов исследований в материаловедении - моделированию атомной структуры дефектов. Включает в себя методически последовательное изложение взаимосвязанных разделов в физике реальных кристаллов, таких как структура и энергия точечных и планарных дефектов, структура ядра дислокаций, компьютерное моделирование взаимодействия дефектов, динамические процессы радиационных повреждений в металлах и сплавах; атомистические расчеты структуры основного состояния микрокластеров и кинетики их превращений и др. Перечисленные разделы являются достаточно устоявшимися направлениями в физике реальных кристаллов и ведены в курсы лекций для студентов физико-технического и металлургического факультетов УрФУ. Большое внимание уделяется связи результатов атомистических расчетов с особенностями поведения реальных металлов и сплавов при деформации, разрушении, радиационном повреждении, фазово-структурных превращениях. Систематизирован богатый литературный материал и результаты работы авторов по изучению дислокационной структуры, особенностей деформации и разрушения монокристаллического Ti3Al. Книга адресована научным работникам, магистрам, аспирантам и студентам старших курсов физико-технических специальностей, а также изучающим дефекты и их влияние на свойства твердых тел.

Рассматривается образование глубоких уровней при термообработке, облучении и введении примесных атомов в полупроводниках; обобщаются результаты изучения влияния глубоколежащих уровней на электрические, фотоэлектрические и оптические свойства полупроводника; выясняются причины образования глубоколежащих уровней в запрещенной зоне полупроводника, заключающиеся в сложном взаимодействии дефектов кристаллической решетки с дефектами, образующимися при внешних воздействиях или с примесными атомами. Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов.

Представлены результаты первопринципных расчетов электронной структуры сплавов Гейслера Co2MnGa(Si) и Ni2MnGa, а также их тонких пленок на полупроводниковых подложках. Анализируется влияние структурных дефектов на электронную структуру и магнитные свойства в объеме, на поверхности и границах раздела.

В монографии обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований в области физики контактного плавления твердых растворов с металлами и электропереноса в контактных прослойках. Рассмотрен механизм начальной стадии контактного плавления на наноуровне. Описано влияние малых примесей щелочных металлов и постоянного электрического тока на скорость контактного плавления. Для специалистов в области физики конденсированного состояния, теплофизики, материаловедения и металлургии, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Приведены сведения о кристаллической структуре полиморфных модификаций углерода и нитрида бора, особенностях их превращения под действием высоких давлений и температур. Представлены данные по электронной структуре, термодинамическим, теплофизическим, механическим, электрическим, магнитным и оптическим свойствам. Рассмотрены вопросы количественного рентгенофазового анализа этих модификаций, особенности их спектров электронного парамагнитного и ядреного магнитного резонансов. Для специалистов в области создания и использования конструкционных и инструментальных материалов на основе разных модификаций углерода и нитрида бора.