Лазаренко Петр Иванович кандидат технических наук

Краткая биография

В 2009 году присуждена квалификация бакалавра техники и технологии по направлению «Электроника и микроэлектроника».

В 2011 году присуждена степень магистра техники и технологии по направлению «Электроника и микроэлектроника».

В 2014 году присуждена степень кандидата технических наук по направлению «05.27.06 – технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники».

Стаж работы по специальности более 15 лет.


Читаемые курсы

Чтение лекций по курсам:

  • «Материалы и компоненты электронных средств. Материалы ЭС»
  • «Литографические методы в нанотехнологии»

Проведение семинарских занятий и лабораторных работ по курсам:

  • «Материалы электронных средств»
  • «Физика и химия полупроводников»
  • «Возобновляемые источники энергии»
  • «Современные методы исследования материалов электронной техники»

Научная деятельность

Researcher ID

Scopus

ORCID

ResearchGate

Научная деятельность направлена на поиск и разработку перспективных функциональных материалов неупорядоченных полупроводниковых соединений и создание различных устройств электронной техники на их основе.

Научные результаты, полученные за последние 5 лет, опубликованы в виде 35 публикаций, индексируемых в базах данных Web of Science Core Collection и Scopus, из которых 10 публикаций входят в первый и второй квартили. Получено 4 патента на изобретения и 7 свидетельств РИД.

В настоящий момент ведется работа по следующим научно-техническим направлениям в рамках решения обозначенной научной проблемы.

1. Разработка элементов энергонезависимой электрической фазовой памяти

Благодаря расширению возможностей цифровых устройств, способных накапливать и переносить данные, спрос на компактные модули хранения информации значительно вырос и продолжает стабильно увеличиваться. В настоящее время широким спросом на рынке пользуются энергонезависимые запоминающие устройства, прежде всего флэш-память. Однако флэш-память обладает рядом серьезных недостатков (небольшое число циклов запись/стирание (от 10^4 до 10^5), невысокая скорость обработки данных, ограниченная масштабируемость, недостаточная радиационная стойкость. Одним из наиболее перспективных новых видов запоминающих устройств считается фазовая память на основе халькогенидных полупроводников, которая претендует на роль универсальной, сочетающей в себе достоинства энергонезависимой и быстродействующей динамической памятей (оперативная память). Фазовая память в сравнении с флэш-памятью обладает значительно большим числом циклов запись/стирание (от 10^6 до 10^13 циклов), значительно большей радиационной стойкостью, сопоставимыми размерами ячеек памяти (менее 0,22 мкм), время обработки данных не превышает 100 нс, что на 3 порядка меньше, чем у флэш-памяти.

2. Применение халькогенидных полупроводников в качестве активной области различных устройств нанофотоники и метаповерхностей, обеспечивающих управление параметрами оптических сигналов при минимальных энергетических затратах

Совершенствование оптических методов передачи, хранения и обработки информации привело к бурному развитию устройств нанофотоники и интегрально-оптических схем на их основе. Прогнозируемый в ближайшем будущем повсеместный переход к интегрально-оптическим схемам должен существенно повысить производительность вычислительной техники путем снижения задержек, связанных с электрическим способом хранения и передачи данных, в том числе обусловленных RC-задержкой. Широкие перспективы в данной области открывает появление и развитие целого ряда материалов (фотонные кристаллы, мета- и наноматериалы и т.д.). Особый интерес для нанофотоники представляют функциональные материалы фазовой памяти (PCM - phase change memory). Совмещение достоинств материалов с изменяющимся фазовым состоянием с современными достижениями нанофотоники позволит создать целый ряд многоуровневых устройств (делители сигнала, микрокольцевые резонаторы, интерферометры Маха-Цендера, демультиплексоры и т.д.), существенно усовершенствовать и расширить возможности создаваемых интегрально-оптических схем, в том числе полностью оптических нейронных вычислительных систем. Кроме того, на основе тонких пленок материалов с изменяющимся фазовым состоянием могут быть созданы тонкопленочных отражающих дисплеев, активных антенн среднего ИК-диапазона и теплового камуфляжа.

3. Фундаментальные комплексные исследования неупорядоченных полупроводников и поиск путей оптимизации их свойств

В настоящее время наиболее широко для изготовления устройств, работающих на изменении фазового состояния функционального материала, используются тонкие пленки соединения Ge-Sb-Te. При этом свойства Ge-Sb-Te не являются оптимальными с точки зрения применения в устройствах фазовой памяти, а оптимизация их свойств затруднена за счет применения традиционного легирования, поскольку халькогенидные стеклообразные полупроводники слабо чувствительны к введению многих легирующих добавок. Таким образом, для успешной разработки технологии фазовой памяти необходимо решение взаимосвязанных фундаментальных проблем (недостаточная изученность корреляционных зависимостей «химический состав – структура - электрофизические свойства, механизмы переноса носителей заряда, термоэлектрические свойства, механизмы кристаллизации тонких пленок, эффект переключения) и технологических (поиск оптимального состава, отработка технологии формирования слоев и их легирования, режимов формирования логических состояний) задач.

4. Создание и исследование перспективных материалов солнечной энергетики и элементов на их основе.

Сенсибилизированные солнечные элементы (ССЭ или DSSCs) интенсивно исследуются в последнее время, как один из наиболее перспективных видов фотовольтаических элементов III поколения. Повышенный интерес к ССЭ обусловлен низкой стоимостью, относительной простотой процессов изготовления, заключающейся в использовании оборудования, не требующего применения вакуумных установок, высокой экологичностью производства по сравнению с кремниевыми солнечными элементами (СЭ), а также достаточно высоким КПД. Принципиальным отличием такого рода фотовольтаических устройств является то, что в них генерирование и разделение фотовозбужденных носителей зарядов происходят в разных частях функциональных материалов, составляющих конструкцию ячейки. Это существенно увеличивает возможности совершенствования и оптимизации характеристик ячеек за счет вариации составов, параметров получения и комбинаций функциональных материалов (красителя, фотоанода, медиатора, электродов). При этом при изготовлении можно обеспечить различную прозрачность ячеек DSSCs, что позволяет их использовать в качестве оконных солнечных элементов в различных архитектурных сооружениях, зданиях и автотранспорте.

Проектная деятельность

Под руководством Лазаренко П.И. успешно были выполнены или выполняются в настоящий момент следующие проекты, результаты которых внедрены на предприятиях и в учебный процесс.

1. Руководитель проекта 20-79-10322, «Интегральные устройства нанофотоники на основе изменяющих фазовое состояние халькогенидных полупроводниковых материалов», аоддержанного Российским научным фондом (РФФИ).

2. Руководитель проекта 20-07-01092, «Термо-оптический эффект в тонких пленках материалов фазовой памяти и устройствах нанофотоники на их основе», поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований (РНФ).

3. Руководитель проекта МК-727.2020.3, «Фазовый переход кристалл-расплав в халькогенидных полупроводниках системы Ge-Sb-Te для элементов энергонезависимой памяти», поддержанного Советом по грантам Президента Российской Федерации, Министерство образования и науки РФ.

4. Руководитель проекта 18-52-16022, "Функциональные материалы на основе легированных In халькогенидных полупроводников системы Ge-Sb-Te для многоуровневых устройств фазовой памяти", поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ).

5. Руководитель проекта 14.Y30.18.6347-MK (МК-6347.2018.3), «Механизмы и кинетика кристаллизации аморфных тонких пленок Ge2Sb2Te5 при термообработке», поддержанного Советом по грантам Президента Российской Федерации, Министерство образования и науки РФ.

6. Руководитель проекта №17-79-10465. «Фазовые превращения в тонких пленках халькогенидных стеклообразных полупроводников системы Ge-Sb-Te при воздействии импульсным лазерным излучением нано- и фемтосекундной длительности», поддержанного Российским научным фондом (РНФ).

7. Руководитель проекта МК-8105.2016.8. «Разработка конструктивно-технологических решений и изготовление ячейки энергонезависимой фазовой памяти на основе тонких пленок Ge2Sb2Te5», поддержанного Советом по грантам Президента Российской Федерации, Министерство образования и науки РФ.

Основные публикации

Патенты и свидетельства:

1.Eurasian patent № 033412. Method of obtaining amorphous films of chalcogenide glassy semiconductors. Timoshenkov S.P., Korobova N.E., Prihodko O.Y., Tolepov G.K., Sherchenkov A.A., Lazarenko P.I. ; Assignee: National Research University of Electronic Technology. - prior publication date: 31.10.2019.

2. Патент на изобретение № 2631071 Российская Федерация. Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти / С. П. Тимошенков, А. А. Шерченков, Н. Е. Коробова, П. И. Лазаренко, А. В. Бабич ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ». – заявка № 2016107474 ; заявл. 02.03.2016 ; опубл. 18.09.2017.

3. Патент на изобретение № 2610058 Российская Федерация. Способ получения материала фазовой памяти / С. А. Козюхин, В. А. Варгунин, А. А. Шерченков, П. И. Лазаренко, А.В. Бабич ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ». – заявка № 2015152018 ; заявл. 04.12.2015 ; опубл. 07.02.2017.

3. Патент на изобретение № 2609764 Российская Федерация. Способ получения аморфных пленок халькогенидных стеклообразных полупроводников с эффектом фазовой памяти / С. П. Тимошенков, А. А. Шерченков, Н. Е. Коробова, П. И. Лазаренко, В. В. Калугин, А. В. Бабич ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ». – заявка № 2015145724 ; заявл. 26.10.2015 ; опубл. 02.02.2017.

4. Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы № 2018630057 Российская Федерация. Матрица ячеек энергонезависимой фазовой памяти вертикального типа с управляющими элементами. / П.И. Лазаренко, С.А. Филатов, А.А. Шерченков, Д.Ю. Терехов, А.О. Якубов ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2017630162 ; заявл. 29.11.2017 ; опубл. 26.04.2018

5. Свидетельство о государственной регистрации топологий интегральных микросхем №2015630087 Российская Федерация. Ячейки энергонезависимой памяти на фазовых переходах для записи и хранения информации / С. П. Тимошенков, А. А. Шерченков, П. И. Лазаренко, Д. Ю. Терехов, В. В. Калугин ; Е. В. Зуев ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» и Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" . – заявка № 2015630051 ; заявл. 15.07.2015 ; опубл. 10.09.2015.

6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015661437 Российская Федерация. Программное обеспечение для измерительного комплекса по исследованию тепло - и электрофизических параметров термоэлектрических материалов, структур и устройств на их основе / Ю. И. Штерн, П. И. Лазаренко, Д. Ю. Терехов, М. С. Рогачев, А. А. Шерченков ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2015618305 ; заявл. 11.09.2015 ; опубл. 27.10.2015.

7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016610361 Российская Федерация. Программное обеспечение программно - аппаратного комплекса для проведения исследований температурных зависимостей термо - ЭДС с целью изучения фазового перехода (эффекта переключения) в наноразмерных тонких пленках / Д. Ю. Терехов, П. И. Лазаренко, А. А. Шерченков, С. П. Тимошенков ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2015660760 ; заявл. 09.11.2015 ; опубл. 11.01.2016.

8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016611306 Российская Федерация. Программное обеспечение для измерительного комплекса по исследованию теплового расширения материалов и структур / Ю. И. Штерн, П. И. Лазаренко, Д. Ю. Терехов, М. С. Рогачев, А. А. Шерченков ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2015661845 ; заявл. 04.12.2015 ; опубл. 29.01.2016.

9. Свидетельство о государственной регистрации топологий интегральных микросхем №2016630044 Российская Федерация. Ячейки энергонезависимой фазовой памяти планарного типа для записи и хранения информации / С. П. Тимошенков, А. А. Шерченков, П. И. Лазаренко, Д. Ю. Терехов, Н. Е. Коробова, В. В. Калугин ; заявитель и патентообладатель Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" . – заявка № 2015630155 ; заявл. 30.12.2015 ; опубл. 20.02.2016.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016618045 Российская Федерация. Программное обеспечение программно - аппаратного комплекса для проведения исследования вольтамперных характеристик тонкопленочных образцов материалов фазовой памяти в широком температурном диапазоне / А. О. Якубов, П. И. Лазаренко, А. А. Шерченков, С. П. Тимошенков ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2016615310 ; заявл. 25.05.2016 ; опубл. 20.07.2016.

11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016618637 Российская Федерация. Программный комплекс для управления устройствами, входящими в состав систем отопления и кондиционирования, использующих тепловые насосы / Ю. И. Штерн, П. И. Лазаренко, И. С. Караваев, М. С. Рогачев, А. А. Шерченков ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2016615810 ; заявл. 03.06.2016 ; опубл. 03.09.2016.

12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017611334 Российская Федерация. Программное обеспечение для исследования КПД термоэлементов / Ю. И. Штерн, П. И. Лазаренко, М. С. Рогачев, Д. Ю. Терехов, М. Ю. Штерн ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2016663348 ; заявл. 07.12.2016 ; опубл. 01.02.2017.

13. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017612086 Российская Федерация. Программное обеспечение для исследования процесса переключения образцов на основе тонких пленок фазовой памяти / А. О. Якубов, П. И. Лазаренко, А. А. Шерченков, А. В. Бабич ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2016663329 ; заявл. 07.12.2016 ; опубл. 15.02.2017.

14. Свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы № 2018630057 Российская Федерация. Матрица ячеек энергонезависимой фазовой памяти вертикального типа с управляющими элементами. / П.И. Лазаренко, С.А. Филатов, А.А. Шерченков, Д.Ю. Терехов, А.О. Якубов ; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский университет «МИЭТ» . – заявка № 2017630162 ; заявл. 29.11.2017 ; опубл. 26.04.2018.

Статьи:

1. Kozyukhin, S.A. Direct observation of amorphous to crystalline phase transitions in Ge-Sb-Te thin films by Grazing Incidence X-ray Diffraction method / Sergey A. Kozyukhin, Ilja I. Nikolaev, Petr I. Lazarenko, Gleb A. Valkovskiy, Oleg Konovalov, Alexander V. Kolobov, Natalia A. Grigoryeva // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2020. – DOI: 10.1007/s10854-020-03565-7

2. Lazarenko, P.I. Peculiarities of Estimating the Optical Band Gap of Thin Films of Phase Change Memory Materials / P. I. Lazarenko, Yu. V. Vorobyov, M. E. Fedyanina, A. A. Sherchenkov, S. A. Kozyukhin, A. O. Yakubov, A.V. Kukin, Yu. S. Sybina, I. V. Sagunova // Inorganic Materials: Applied Research. – 2020. – Vol. 11. – No. 2. – P. 330-337.

3. Vorobyov, Y. Kinetics of volume and surface driven crystallization in thin films / Y. Vorobyov, P. Lazarenko, A. Sherchenkov, N. Vishnyakov, A. Ermachikhin, and S. Kozyukhin // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2020. - DOI: 10.1088/1361-648X/ab8c8a

4. Lazarenko, P.I. Electrophysical properties of Ge-Sb-Te thin films for phase change memory devices / P.I.Lazarenko, S.A.Kozyukhin, A.A.Sherchenkov, A.V.Babich, S.P.Timoshenkov, D.G.Gromov, A.V.Zabolotskaya, V.V.Kozik // Russian Physics Journal. – 2016. – Vol. 59. – No. 9. – pp. 80-86. DOI: 10.1007/s11182-017-0925-x

5. Volovlikova, O. Influence of Illumination on Porous Silicon Formed by Photo‐Assisted Etching of p‐Type Si with a Different Doping Level / O. Volovlikova, S. Gavrilov, P. Lazarenko // Micromachines. – 2020. – Vol. 11. – Is. 2. – pp. 199. DOI:10.3390/mi11020199

6. Kozyukhin, S. Laser-induced modification and formation of periodic surface structures (ripples) of amorphous GST225 phase change materials / S. Kozyukhin, P. Lazarenko, Y. Vorobyov, A. Baranchikov, V. Glukhenkaya, M. Smayev, A. Sherchenkov, Y. Sybina, A. Polohin, V. Sigaev // Optics and Laser Technology. – 2019. – Vol. 113. – P. 87-94. - DOI: 10.1016/j.optlastec.2018.12.017

7. Seleznev, D. The vacuum arc ion source for indium and tin ions implantation into phase change memory thin films / D. Seleznev, A. Kozlov, T. Kulevoy, A. Sitnikov, P. Lazarenko, Y. Vorobyov, M. Smayev, A. Yakubov, A. Sherchenkov, S. Kozyukhin // Rev. Sci. Instrum. – 2019. – Vol. 90, P. 123313. DOI: 10.1063/1.5128561

8. Lazarenko, P. Influence of the Composition on the Thermoelectric and Electro-physical Properties of Ge-Sb-Te Thin Films for Phase Change Memory Application / P.I. Lazarenko, A.A. Sherchenkov, S.A. Kozyukhin, D.Y. Terekhov, A.O. Yakubov, A.V. Babich, A.S. Shuliatyev, I.V. Sagunova, E.N. Redichev // Journal of Nano- and Electronic Physics – 2016. – Vol. 8. – No 3. – p. 03033-1–020013-4. DOI: 10.21272/jnep.8(3).03033 SJR: 0,211.

9. Sherchenkov, A. Multiple thermal cycling and phase transitions in Ge-Sb-Te materials / A. Sherchenkov, S. Kozyukhin, N. Borgardt, A. Babich, P. Lazarenko, Y. Sybina, Zh. Tolepov, O. Prikhodko // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2018. – DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2017.12.023

10. Kozyukhin, S. Isothermal and CW laser crystallization of amorphous Ge2Sb2Te5 thin films / Kozyukhin, S., Vorobyov, Y., Lazarenko, P., Presniakov, M. // Journal of Non-Crystalline Solids. –Vol. 480. – 2018. – P. 51-56. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2017.07.014

11. Lazarenko, P.I. Electrophysical properties of Ge-Sb-Te thin films for phase change memory devices / P.I.Lazarenko, S.A.Kozyukhin, A.A.Sherchenkov, A.V.Babich, S.P.Timoshenkov, D.G.Gromov, A.V.Zabolotskaya, V.V.Kozik // Russian Physics Journal. – 2016. – Vol. 59. – No. 9. – pp. 80-86. DOI: 10.1007/s11182-017-0925-x

12. Nguyen T.H. Characteristics of Amorphous As2S3 Semiconductor Films Obtained via Spin Coating / Nguyen T.H., Yakubov A.O., Lazarenko P.I., Volkova A.A., Sherchenkov A.A., Kozyukhin S.A. // Semiconductors – 2018. – Vol. 52, No. 15. – P. 1963–1968. - DOI: 10.1134/S1063782618150058

13. Yakubov, A. Influence of the adjacent layers on the crystallization kinetics of Ge2Sb2Te5 thin films / A. Yakubov, A. Sherchenkov, A. Babich, P. Lazarenko, I. Sagunova, E. Kirilenko // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry . – 2020. – P. DOI: 10.1007/s10973-020-10013-5

14. Kozyukhin, S. Specific features of formation of laser-induced periodic surface structures on GST225 amorphous thin films under illumination by femtosecond laser pulses / Kozyukhin S.A., Smayev M., Sigaev V.N., Vorobyov Yu., Zaytseva Yu., Sherchenkov A., , Lazarenko P.I.// Physica Status Ssolidi (b). – 2020. – DOI: 10.1002/pssb.201900617

15. Zaytseva, Y. Structure of Ge2Sb2Te5 thin films near the inflection point of the resistivity temperature dependence / Y. Zaytseva, P. Lazarenko, Yu. Vorobyov, A. Yakubov, N. Borgardt, S. Kozyukhin, A. Sherchenkov // Chalcogenide Letters. – 2020. – Vol. 17. – No. 2. – p. 41 – 47.

16. Steparuk, A.S. Synthesis and photovoltaic properties of new thieno[3,2-b]indole-based dyes / A.S. Steparuk, R.A. Irgashev, G.L. Rusinov, E.V. Krivogina, P.I. Lazarenko, S.A. Kozyukhin // Russian Chemical Bulletin. – 2019. – Vol. 68(6). – P. 1208-1212. – DOI: 10.1007/s11172-019-2542-z.

17. Lazarenko, P. The Influence of Materials of Electrodes of Sensitized Solar Cells on Their Capacitive and Electrical Characteristics / P.I. Lazarenko, S.A. Kozyukhin, A.I. Mokshina, A.A. Sherchenkov, T.N. Patrusheva, R.A. Irgashev, E.A. Lebedev, V.V. Kozik // Russian Physics Journal. - 2018. – Vol. 61(1). P. 196-202. – DOI: 10.1007/s11182-018-1385-7

18. Lazarenko, P. Electrical properties and transport mechanisms in Ge-Sb-Te thin films / P. Lazarenko, A. Sherchenkov, S. Kozyukhin, A. Babich, S. Timoshenkov, A. Shuliatyev, V. Kudoyarova // Journal Of Optoelectonics And Advanced Materials. – Vol. 18. – 2016. – pp. 50-55.