16.04.01_02 «Физика структур пониженной размерности»

На всех этапах развития электроники отчетливо виден тренд к миниатюризации размеров устройств. Каждый новый виток миниатюризации был ознаменован скачком в развитии технологий и материалов, например, переход от громоздких ламповых ЭВМ к более компактным ПК на отдельных полупроводниковых элементах, а позже к применению интегральных микросхем. Самые современные однокристальные системы уже изготавливаются по техпроцессу 5 нм и на этом останавливаться не собираются. Но есть ли предел для миниатюризации? Ответ очень неоднозначный - и да, и нет. Объемные, истинно трехмерные структуры уже в значительной степени выработали свои возможности. Перспективы углубить миниатюризацию и улучшить функциональность открываются при использовании структур пониженной размерности. Физические явления, протекающие в таких структурах, и возможности их практического применения изучает физика низкоразмерных структур.

А что эти структуры из себя представляют? Низкоразмерные структуры – это конденсированные системы, размер которых вдоль хотя бы одного пространственного направления сравним с длиной волны де Бройля носителя заряда в этой системе. Например, квантовые точки – это нульмерные объекты, перспективные материалы в оптике и медицине, могут заменить собой традиционные люминофоры, служат биомаркерами при томографиях. Тонкопленочные гетероструктуры – двухмерные слоистые объекты, применяются в лазерах, солнечных панелях, элементах транзисторной логики. Использование этих структур открывает гигантские практические возможности, ограниченные исключительно воображением. Принципиальная задача сегодняшнего специалиста в этой области - это применяя фундаментальные законы физики квантового мира создавать новые устройства, разрабатывать новые подходы к их проектированию. Работа специалиста в этой области - найти и понять, почувствовать правильное направление, провести плодотворную научную идею до практического успеха. А успех в этом направлении - это радикальное влияние на жизнь человечества, как это сравнительно недавно произошло с гетероструктурами Алферова-Крёмера, на которых сейчас работают практически вся спутниковая и оптоэлектронная связь.

Варианты обучения: