Победители конкурса «Молодой исследователь» МИЭТ исследуют процессы ионного наноструктурирования
Шесть проектов молодых ученых МИЭТ получили поддержку университета по результатам конкурса «Молодой исследователь» — проекты будут реализованы на гранты университета в размере 400 тысяч рублей. Конкурс проводился в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и был направлен на мотивацию молодых ученых к активному участию в фундаментальных научных исследованиях на базе университета.
Рассказываем подробнее о проектах и их авторах, студентах и аспирантах МИЭТ.
Олег Подорожний: «Наша цель – изучить закономерности взаимодействия ионов ксенона с кремниевыми подложками при наноструктурировании их поверхности»
Тема проекта, с которым на конкурс вышла молодежная научная группа Научно-исследовательская лаборатория электронной микроскопии (НИЛ ЭМИ) – «Количественный анализ структуры имплантированного низкоэнергетичными ионами ксенона монокристаллического кремния методами просвечивающей электронной микроскопии». Над проектом работают аспирант Олег Подорожний, магистрант Георгий Киреев, студенты Александра Решетняк и Вадим Кузнецов.
Область исследования – процесс ионной имплантации, один из базовых и критически важных в микроэлектронном производстве. «Ускоренные ионы широко применяются во многих современных научно-технических приложениях, в том числе в нанотехнологиях и микроэлектронике, – рассказывает Олег Подорожний. – Например, с их помощью можно прецизионно управлять свойствами материалов и формировать различные наноструктуры на поверхности подложек. Для успешного создания микроэлектронных устройств крайне важно контролировать не только профиль концентрации имплантированных атомов, но и количественно характеризовать аморфизованный ионным воздействием слой образца».
Один из наиболее распространенных методов структурирования поверхности с нанометровой точностью при помощи ускоренных ионов – метод фокусированного ионного пучка (ФИП). Обычно при этом используются ионы галлия, но в последнее время с развитием плазменных источников все большее распространение в системах с ФИП получают ионы ксенона.
В лаборатории НИЛ ЭМИ задались целью повысить эффективность применения таких систем при проведении наноструктурирования поверхности кремниевых подложек – и для этого исследовать нарушенный при ионном облучении слой образца методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии и дифракции электронов.
«Целью нашего проекта является развитие методов количественного анализа атомных расположений в аморфизованных ионами ксенона тонких слоях монокристаллического кремния на основе экспериментальных исследований образцов, – поясняет Олег Подорожний. – Если говорить конкретнее, то, например, данные по толщине аморфизованного слоя, концентрации ионов ксенона и их распределению могут быть использованы для оценки потерь энергии излучения в изготавливаемых оптических структурах».
Выполнять работы планируется параллельно сразу в нескольких направлениях, за каждое из которых отвечает один из участников проекта. Например, облучение и приготовление образцов будет проводиться совместно с сотрудниками кафедры физической электроники физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Другими направлениями являются экспериментальные электронно-микроскопические исследования, обработка полученных картин электронной дифракции и построение на их основе радиальных функций распределения атомов кремния, и, наконец, компьютерное моделирование процессов, протекающих при облучении ионами ксенона кремниевой подложки методом Монте-Карло и с помощью теории функционала плотности.
Идея заняться исследованием облучения подложек ионами благородных газов, например, ксенона, вместо более привычных ионов галлия, созревала в лаборатории НИЛ ЭМИ в течение нескольких лет – одновременно с распространением и ростом актуальности систем с ФИП, использующих плазменные источники ионов.
«Вместе с тем, в последнее время в нашей лаборатории появилось много новых амбициозных и способных молодых людей, – отмечает молодой ученый. – Реализация такого проекта стала великолепной возможностью для них проявить себя, поучаствовать в серьезной исследовательской деятельности и набраться ценного опыта».
Научная деятельность Олега Подорожнего связана с физикой конденсированного состояния, в частности, посвящена взаимодействию ускоренных ионов с атомами различных материалов, практическим исследованиям с использованием метода фокусированного ионного пучка и электронной микроскопии, как растровой, так и просвечивающей. Сейчас он совмещает аспирантуру в институте физики и прикладной математики с работой младшего научного сотрудника в НИЛ ЭМИ — а вообще заниматься наукой мечтал с самого детства.
«Особенно сильно мне нравились естественные науки: даже дошкольником я всегда предпочитал научно-популярные телепередачи мультфильмам и сказкам и хотел стать ученым, когда вырасту, — поделился Олег. — Впрочем, тогда круг моих интересов был еще очень широк. Конкретно же физикой я всерьез заинтересовался в седьмом классе школы, когда она появилась в качестве учебного предмета. После этого вопрос о том, чем мне хочется заниматься после школы стал практически решен».
Самым важным на ближайшие два года для него является подготовка и защита кандидатской диссертации. Дальше будет видно — решать проблемы нужно по мере их поступления, считает молодой ученый. Впрочем, бросать науку он не собирается.