Посмотреть презентацию кафедры (файл *.pdf)

Кафедра КФН основана в июле 1999 г. в целях углубления фундаментального образования и подготовки по передовым направлениям современной науки и техники. В составе кафедры 20 преподавателей, из них 1 академик Российской Академии наук, 4 профессоров, докторов физико-математических наук и 4 доцентов, кандидатов физико-математических и технических наук.

Миссия кафедры:

Синтез науки, фундаментального естественно-научного и современного инженерного образования для подготовки специалистов, способных стать лидерами в ключевых областях наноэлектроники.

Кафедра КФН является выпускающей и готовит:

бакалавров по направлению 11.03.04«Электроника и наноэлектроника»

Бакалаврские профили:

• Квантовые приборы и наноэлектроника

Форма обучения очная, период обучения – 4 года.

магистров по направлению: 11.04.04«Электроника и наноэлектроника»

Магистерские программы:

• Элементная база наноэлектроники

Форма обучения очная, период обучения – 2 года.

Основные научно-технические направления кафедры КФН

«Квантовый дизайн молекулярных и твердотельных наноструктур»

Руководители: академик РАН, д.ф.-м.н., профессор А.А.Горбацевич, к.ф.-м.н., доцент М.Н.Журавлев

Новое поколение средств обработки информации и энергосберегающих технологий связано с использованием контролируемых методов формирования объектов и структур с нанометровыми размерами: нанотранзисторы, сложные полимерные комплексы и т. д., свойства которых описываются законами квантовой физики и квантовой химии, а приборная структура является полностью рукотворной. Новые современные материалы, по ёмкому замечанию нобелевского лауреата Лео Есаки, – это «manmade crystals» (кристаллы, сделанные человеком), в отличие от природных материалов - «God made crystals» (кристаллы, созданные Богом). Современный специалист по разработке и созданию приборов нового поколения должен обладать сильной фундаментальной подготовкой и уметь работать на современном технологическом и аналитическом оборудовании. Обе эти компоненты успешно формируются при обучении в магистратуре кафедры КФН. Работы в рамках данного направления на кафедре КФН нацелены на исследования и разработку новых материалов, в том числе, со свойствами, не встречающимися в природе, таких как твердотельные и молекулярные наноструктуры и метаматериалы.

«Квантовые методы обработки информации»

Руководитель: д.ф.-м.н., проф. Ю.И.Богданов

Квантовые методы обработки информации представляют собой новую, быстро развивающуюся область науки и технологии, основанную на использовании квантовых систем для реализации принципиально новых методов вычислений и передачи сообщений (квантовые каналы связи, квантовая криптография, квантовый компьютер). На кафедре КФН МИЭТ работы в этой области ведутся совместно с Физико-технологическим институтом РАН.

Основным элементом квантового компьютера служит квантовый бит (кубит), представляющий собой двухуровневую квантовую систему. В качестве кубитов могут выступать ионы, атомы, электроны, фотоны, спины атомных ядер, структуры из сверхпроводников и многие другие физические системы. В настоящее время предложены и активно развиваются различные варианты квантовых компьютеров: на ионах в ловушках, на ядерных спинах, на квантовых точках, на зарядовых и потоковых состояниях в сверхпроводниковых структурах, на поляризационной степени свободы фотонов и др.

«Элементы и приборы гетероструктурной СВЧ наноэлектроники»

Руководитель к.ф.-м.н., нач. лаборатории гетероструктурной наноэлектроники В.И.Егоркин

Направление связано с решением задач обеспечения национальной безопасности и технологической независимости Российской Федерации и финансируется на приоритетной основе. В целом ряде устройств и систем специального назначения данная элементная база ни при каких условиях не может быть заменена на импортную. В последние годы достигнут значительный прогресс в области физики и технологии гетероструктур широкозонных полупроводников (GaN, AlN, SiC) и создании приборов с рекордными характеристиками на их основе, существенно превышающими характеристики кремниевых приборов. Кафедра КФН и лаборатория гетероструктурной наноэлектроники кафедры занимают ведущие позиции по этому направлению в стране и ежегодно выполняют значительный объем НИОКР.

«Вакуумная эмиссионная электроника и оптоэлектроника»

Руководитель д.ф.-м.н., проф. Э.А.Ильичев

В основе работы приборов эмиссионной электроники и оптоэлектроники лежат эффекты автоэмиссии, вторичной эмиссии и фотоэмиссии электронов. Базовые элементы данных приборов (катодно-сеточные узлы, комбинированные эмиссионные катоды, умножители-концентраторы потока электронов, фотокатоды чувствительные к УФ и ВУФ диапазонам) формируются на основе наноструктурированных полупроводниковых и углеродных материалов. Разрабатываемые базовые элементы предназначены для использования в приборах силовой СВЧ электроники, а также в приемниках изображений, которые разрабатываются для систем позиционирования воздушных, космических и наземных объектов, а также для систем мониторинга ионосферы полярных областей Земли.

«Зондовые нанотехнологии»

Руководитель д.ф.-м.н., проф. В.К.Неволин

Направление включает изучение методик сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии нанообъектов, в том числе углеродных нанотрубок, графенов, молекул ДНК. Изучаются зондовые технологии формирования элементной базы металлической наноэлектроники на основе квантовых проводов, элементной базы углеродной наноэлектроники на основе углеродных нанотрубок и графенов. Изучаются основы создания сверхмалых сверхчувствительных сенсоров на основе углеродных нанотрубок и графенов, покрытых аптамерами, для селективных датчиков белковых молекул, например, тромбина.

«Физические основы радиационной технологии наноэлектроники»

Руководитель д.ф.-м.н., проф. Н.Н.Герасименко

В рамках данного научного направления на кафедре и в лаборатории развиваются научные основы радиационной технологии микро- и наноэлектроники, включая ионный синтез многокомпонентных систем, рентгеновскую литографию, а также ионную имплантацию. Совместно с ФИАН создана лаборатория рентгеновских методов измерения параметров наноструктур (рентгеновская спектрометрия, рентгеновский флуоресцентный анализ рефлектометрия, малоугловое рассеяние, дифрактометрия, рефрактометрия), в которой разработан комплекс методов анализа структур микроэлектроники с учетом специфических требования микроэлектронной технологии. Работы по радиационной стойкости электронных наноструктур ведутся в интересах создания объектов оборонной и космической техники, а также для создания объектов Минатома.

Кафедра располагает тремя учебными лабораториями: 1) физики твердого тела и полупроводников (ауд.4347), 2) элементной базы наноэлектроники (ауд.4242), 3) разработки зондовых микроскопов, метрологии и методов измерений (ауд.4130), в которых выполняется 41 лабораторная работа.

Образовательные цели кафедры:

• Формирование у студентов способности сочетать научный и экспериментальный подход для решения поставленных задач в ходе профессиональной деятельности;

• Подготовка квалифицированных специалистов, способных участвовать в любых видах деятельности, сопровождающих разработку и изготовление электронных приборов на современных производственных и научно-исследовательских предприятиях;

• Подготовка высококвалифицированных кадров в области моделирования, проектирования, производства и исследования нового класса приборов электроники, базирующихся на квантоворазмерных и наноразмерных эффектах, необходимых для разработки и выпуска специализированной электронной компонентной базы;

• Создание благоприятных условий для расширения научного кругозора и эрудиции специалистов, способных ориентироваться в новейших технологиях и передовых научно-технических достижениях в микро- и наноэлектронике. Формирование целеустремленной и любознательной личности талантливого ученого.

Защиты диссертаций (за последние 5 лет)

За последние 5 лет на кафедре КФН было защищено 9 кандидатских диссертаций на соискание ученых степеней кандидатов физико-математических и технических наук: