КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-72-00082
НазваниеВан-дер-ваальсовы гетероструктуры на основе борофена, оксида цинка, нитрида галлия и дихалкогенидов переходных металлов для реализации контакта металл-полупроводник: вычислительный эксперимент на квантовых моделях
Руководитель Слепченков Михаил Михайлович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" , Саратовская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-201 - Теория конденсированного состояния
Ключевые слова 2D материалы, ван-дер-ваальсовы гетероструктуры, вычислительный эксперимент, квантовые методы расчета, зонная структура, статическая и динамическая проводимость, вольт-амперная характеристика, фототок, ультрафиолетовое излучение, контакт металл-полупроводник
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение задачи поиска новых сочетаний монослоев современных 2D материалов для формирования из них энергетически устойчивых ван-дер-ваальсовых гетероструктур, обладающих настраиваемыми оптическими и оптоэлектронными характеристиками и перспективных для создания на их основе фотодиодов с барьером Шоттки, характеризующихся высокими быстродействием и чувствительностью в УФ-диапазоне излучения. Для построения ван-дер-ваальсовых гетероструктур с новыми сочетаниями слоев, реализующими контакт металл-полупроводник, будут использоваться одноэлементный 2D монослой триангулированного борофена, обладающий ярко выраженными металлическими свойствами, двухэлементные 2D монослои оксида цинка и нитрида галлия, двухэлементные 2D монослои сульфида рения и селенида рения. Перечисленные выше 2D структуры имеют близко совпадающие постоянные решетки (разница между некоторыми слоями составляет всего в 1-2%), что и предопределило, в том числе, их выбор в качестве объектов исследования. Решение поставленной задачи подразумевает последовательное выполнение трех этапов научных исследований с применением вычислительных методов и подходов физики твердого тела, теории квантового транспорта, классической оптики, квантовой химии и квантовой теории линейного отклика электронной популяции на электромагнитное излучение. В рамках первого этапа исследований планируется построение энергетических стабильных топологических моделей ван-дер-ваальсовых гетероструктур типа металл-полупроводник, реализующих принцип барьера Шоттки, лежащего в основе работы фотодиода. В рамках второго этапа исследований планируется проведение работ, направленных на выявление закономерностей электронного строения, транспорта электронов и электрофизических характеристик рассматриваемых гетероструктур с учетом имеющихся данных о топологических и геометрических особенностях построенных атомистических моделей. Будет осуществлена проверка гипотезы о возможном управлении (настройки) ключевых электрофизических параметров прогнозируемых гетероструктур путем деформации или функционализации монослоев. В рамках третьего этапа исследований планируется проведение работ, направленных на выявление закономерностей оптических и оптоэлектронных параметров рассматриваемых гетероструктур в видимом, УФ- и ИК- диапазонах частот электромагнитного излучения. Будет осуществлена проверка гипотезы о возможном управлении проведен поиск возможных способов управления (настройки) ключевых электрофизических параметров прогнозируемых гетероструктур путем деформации или функционализации монослоев.
Актуальность решения обозначенной выше проблемы определяется широким спектром возможного применения фотодетекторов УФ-излучения как в гражданских, так и военных целях. Научная значимость решения обозначенной выше проблемы связана с получением новых знаний закономерностей протекания в предложенных ван-дер-ваальсовых гетероструктурах тока под действием электромагнитного излучения в УФ-видимом-ИК диапазонах, особенностей пропускания/поглощения электромагнитного волн указанных выше диапазонов частот, на основе которых может создана база данных электрических, оптических и оптоэлектронных параметров вертикальных гетероструктур нового типа с учетом особенностей их топологии и электронного строения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ