Министерство образования России

Московский государственный институт электронной
техники – технический университет
МИЭТ-ТУ
Министерство образования России
124498, Москва, К-498, МИЭТ
Тел.: (095) 532-89-88, (095) 532-98-33
Факс: (095) 530-22-33
E-mail: [email protected]
Научно-исследовательская лаборатория сверхпроводниковой микроэлектроники
(НИЛ СПМЭ) создана в 1989 году в рамках научно-исследовательской части
МИЭТ. На сегодняшний день численность лаборатории - 7 человек; занимаемые
производственные площади – 100 м2. В лаборатории имеется современное аналитическое и технологическое оборудование: установки магнетронного напыления,
установка высокотемпературного отжига, гидравлический пресс для формования
керамических образцов, комплект оборудования для фотолитографии, автоматизированные измерительные комплексы для электрофизических измерений и измерений магнитных свойств ВТСП материалов и структур на их основе и т.д. Кроме
того, для сотрудников лаборатории имеется доступ к исследовательскому оборудованию, имеющемуся в МИЭТе, в том числе, установке рентгеноструктурного и
рентгеноспектрального анализа, растровому электронному микроскопу, туннельному микроскопу, прибору ИК-спектрометрического анализа. Все измерительное
оборудование обеспечено программными средствами.
Основные направления деятельности научно-исследовательской лаборатории
(НИЛ) СПМЭ в области сверхпроводников:
-
получение и исследование высокотемпературных сверхпроводников в объемном и пленочном виде;
конструкторско-технологическая разработка ВТСП структур и электронных
приборов на их основе.
ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ:
1. Разработан процесс изготовления объемных сверхпроводников системы
Y-Ba-Cu-O (Tc = 89 K; T = 1 K) и системы Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O (Tc = 112 K;
T = 3-4 K);
2. Разработан процесс изготовления толстопленочных и тонкопленочных структур
 YВa2Cu3Oх/ZrO2(Y)/-Al2O3 и YВa2Cu3 Oх/SrTiO3 с критическими параметрами Tc = 88 K, Jc (77 K)  106 A/см2
 Bi1,7Pb0,4Sr2Ca2Cu3Oх /MgO, Bi1,7Pb0,4Sr2Ca2Cu3Oх/SrTiO3 с критическими
параметрами Tc = 105 K, Jc = 5104 A/см2;
3. Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы сверхпроводниковых
электронных приборов:
 микрополосковые СВЧ резонаторы (добротность 2000 на частоте 12 ГГц)
 двухкаскадный малошумящий СВЧ приемник
 болометр (чувствительность 15 В/Вт; плотность шумов 5 нВ/√Гц)
 планарный датчик магнитного поля (чувствительность 500 В/Тл)
Изготовленные в НИЛ СПМЭ сверхпроводниковые тонкопленочные структуры
иттриевой и висмутовой (2223) системы прошли успешные испытания в совместном российско-американском космическом эксперименте MIDAS в центре НАСА
и на борту комплекса МИР. Контракт NAS15-10110 по программе Мир-НАСА.
ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ И ВЕДУЩИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ
НИЛ СПМЭ
Тел.: (095) 532 89 88
[email protected]
Григорашвили Юрий Евгеньевич, к.т.н. - начальник лаборатории
Волик Нина Николаевна, к.т.н. – с.н.с.
Ичкитидзе Леван Павлович, к.ф.-м.н. – с.н.с.
Суханова Лилия Семеновна, к.х.н. – доцент
Мингазин Владислав Томасович - н.с.
Полякова Елена Викторовна - инженер-исследователь
КООПЕРАЦИИ
МИЭТ-ТУ
Тбилисский государственный
университет,
Республика Грузия
Определение механизмов поглощения электромагнитного поля радиочастотного диапазона методами
ЯМР в ВТСП керамических материалах
ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И
ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
Год приобретения
1988 г.
Растровый электронный микроскоп - Philips SЕM-515
Разрешение 20 нм ускоряющее напряжение 16 КВ. Энергодисперсионный
рентгеновский микроанализ чувствительность -0,5 вес. % от Mg .
Установка совмещения и экспонирования с УФ освещением - ЭМ-5006 А
Минимальный размер элемента на фотошаблоне ~ 3 мкм.
1991 г.
Вакуумная установка ВЧ магнетронного распыления
ВЧ распыление, турбомолекулярная система откачки, мишень  100
Прибор для ИК-спекрометрического анализа - SPECORD IR754
В диапазоне 2,5 - 25 мкм
1993 г.
Вакуумная установка ПТ магнетронного распыления
Специальная оснастка подколпачного устройства
1998 г.
Установка высокотемпературного отжига
Точность поддержания 0,3 при Т=900оС
1999 г., 2002 г.
Универсальный сканирующий зондовый микроскоп Solver –P47 (1991 г.),
Solver –P47 H (2002 г.)
Сканирующий туннельный режим – 1 нм – 50 мкм.
Атомно силовой режим – 10 нм – 50 мкм.
Возможность измерения рельефа поверхности, электрических, магнитных, емкостных свойств. Проведение механических и электрических литографии.
2001 г.
Автоматизированная система на базе ПК для измерения электрофизических параметров ВТСП структур.
Область измерения критической температуры - 77-300 К.
Величина измерительного тока - 0,1 мкА – 100 мА.
ВАХ, зависимости критического тока от температуры, от магнитного поля (до 100 мТл), от угла между направлением внешного магнитного поля
и поверхностью образца в области – (0-400) град.
КРАТКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗА ПОСЛЕДНИЕ 5 ЛЕТ
Ю.Е. Григорашвили - руководитель
Получение
текстурированных
тонких
ВТСП
пленок
системы
Bi(Pb)2-Sr2Ca2Cu3Oх, Тс 110 К.
1. Grigorashvily Y.E, Volkov S.I., Sotnikov I.L.,.Mimgazin B.T. On- orbit investigation of the electrical properties of the HTSC film structures. - Physica C,
2000, V.336, issue 1-2, p.19-26
2. Grigorashvily Y.E, Volkov S.I., Sotnikov I.L. Formation of thin Bi(Pb)-Sr-CaCu-O films by ex situ magnetron sputtering. - Supercond. Sci. Tecnol., 1999,
v.12, p. 270- 273
Ю.Е. Григорашвили, Л.П. Ичкитизе, Н.Н. Волик, В.Т. Мингазин
Магнитосопротивление и магниточувствительность керамических ВТСП материалов и пленочных структур системы Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O.
1. Волков С.И., Григорашвили Ю.Е., Ичкитидзе Л.П. Датчики на основе высокотемпературных сверхпроводников. - Известия вузов, Электроника,
2000, № 4-5, с. 128 - 132
2. Григорашвили Ю.Е., Ичкитидзе Л.П, Мингазин В.Т., Суханова Л.С. Магнитная
чувствительность
сверхпроводниковых
пленок
Bi1,7Pb0,4Sr2Ca2Cu3Ox. Известия вузов, Электроника, 2002 г., № 2, с. 103104
3. Grigorashvily Y. E., Ichkitidze L. P. Transport and magnetic properties of
Bi1,7Pb0,4Sr2Ca2Cu3Ox ceramic in magnetic field (5 mT). 10 th International
Workshop on Critical Currents, IWCC 2001, June 4-7, 2001, Gottingen, Germany. Proceedings, pp. 308-310
4. Ичкитидзе Л.П. Сверхпроводниковый переключающий элемент. Патент
РФ на изобретение № 2181517, Москва, 20 апреля 2002 г
КОММЕРЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ И РАЗРАБОТКИ,
ИМЕЮЩИЕ ПРИКЛАДНОЙ ПОТЕНЦИАЛ
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
МЕЛКО-СЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Область применения - криоэлектроника
Текстурированные
Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O
тонкопленочные
ВТСП
материалы
системы
Критическая температура -  102K.
Плотность критического тока -  104 А/см2
Патент РФ приоритет №2002125480 от 25 сентября 2002 г.
Область применения - дефектоскопия, металлодетектор,
регистрация слабых постоянных и переменных магнитных полей
Магниторезистивный датчик на основе керамических ВТСП материалов
системы Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O
Порог чувствительности магнитного поля ~5 нТл
Диапазон измерения ~ 1мТл–5 нТл
Диапазон частоты ~ 0–50 МГц
Патент РФ на изобретение № 2181517 от 20 апреля 2002 г
Датчик слабого магнитного поля на основе керамического ВТСП материала системы Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O типа «феррозонд»
Порог чувствительности магнитного поля ~0,5 нТл
Диапазон измерения ~ 100 мкТл –0,5 нТл
Диапазон частоты ~ 0 – 50 кГц
Патентной защиты не имеет
ТЕХНОЛОГИИ
Способ получения текстурированного ВТСП пленочного материала состава Bi1,7Pb0,4Sr2Ca2Cu3Ox в режиме «ex situ»
Толщина пленок ~ (0,05 – 1) мкм, критическая температура - 102 К
Плотность критического тока -  104 А/см2
Область применения - криоэлектроника
Состояние разработки - рабочее состояние
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И
РАЗРАБОТАННАЯ АППАРАТУРА
Автоматизированная система на базе ПК для измерения электрофизических параметров ВТСП структур
Параметры:
Область измерения критической температуры - 77-300 К.Величина измерительного тока - 0,1 мкА – 100 мА.
ВАХ, зависимости критического тока от температуры, от магнитного поля (до 100
мТл), от угла между направлением внешнего магнитного поля и поверхностью образца
в области – (0-400) град.
Область применения - криоэлектроника, полупроводниковая электроника
Состояние разработки - рабочее состояние
ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА
Исследование процессов образования сверхпроводящих фаз в тонких слоях
Базовое финансирование - 406-ГБ-53-Б
Инвестор - Министерство образования РФ
Исследование критических токов в пленках высокотемпературных сверхпроводников
системы Bi-Sr-Ca-Cu-О, обусловленных граничными магнитными барьерами
Базовое финансирование - 255-ГБ-53-Гр
Инвестор - Министерство образования РФ
Гранты - 012105715
Разработка и исследование сверхпроводникового датчика слабых магнитных полей с
высокой предельной чувствительностью
Базовое финансирование - 331-ГБ-53-Эл
Инвестор - Министерство образования РФ
Гранты - 01200106726
Материал подготовил Согласовано
с.н.с. Ичкитидзе Л.П.
с.н.с. Волик Н.Н. начальник НИЛ
тел.: (095) 532-89-88, (095) 532-98-33
СПМЭ
тел. (095)532-89-88, (095) 532-98-33 Гри- Факс: (095) 530-22-33
горашвили Ю. Е.
E-mail: [email protected]
Факс: (095) 530-22-33
E-mail: [email protected]