Наноэлектроника и нанотехнологии: перспективные подходы в образовательном процессе

Цели. Наноэлектроника - область современной электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных схем с характерными топологическими размерами элементов, не превышающими 100 нм. Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм. Цель работы - раскрыть концепцию подготовки высококвалифицированных специалистов в сфере наноэлектроники и нанотехнологий на примере кафедры наноэлектроники Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА.

Методы. Анализ перспективных подходов в образовательном процессе в рамках наноиндустрии.

Результаты. В статье выделены три фундаментальные составляющие образования в сфере наноиндустрии: физическая (изучение и поиск новых перспективных физических эффектов); материаловедческая, связанная с изучением, поиском и синтезом новых перспективных материалов; информационная (освоение современных пакетов программ и языков программирования для моделирования широкого спектра элементов и материалов наноиндустрии).

Выводы. Сочетание научных лабораторий и центров на кафедре наноэлектроники позволило эффективно реализовать все три фундаментальные составляющие образования в сфере наноиндустрии. После окончания кафедры наноэлектроники выпускники могут работать в ведущих институтах и научно-технических организациях России, стажироваться в организациях ближнего и дальнего зарубежья, преподавать в ведущих вузах и создавать собственные наукоемкие предприятия.

1. Taniguchi N. On the basic concept of nano-technology. In: Proc. Int. Conf. Prod. Eng. Tokyo. Part II. Japan Society of Precision Engineering. 1974. P. 18-23.

2. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит; 2009. 416 c.

3. BuryakovA.M.,etal.Effectsof crystallographicorientation of GaAs substrate and the period of plasmon grid on THz antenna performance. Ann. Phys. 2021;533(8):2100041. https://doi.org/10.1002/andp.202100041

4. Saveliev D.V., Chashin D.V., Fetisov L.Y., Fetisov Y.K. Resonance magnetoelectric effect in a composite ferromagnet-dielectric-piezoelectric Langevin-type resonator. J. Phys. D: Appl. Phys. 2021;54(46):465002. https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac1d72

5. Atanova A.V., Zhigalina O.M., Khmelenin D.N., Orlov G.A., Seregin D.S., Sigov A.S., Vorotilov K.A. Microstructure analysis of porous lead zirconate-titanate films. J. Am. Ceram. Soc. 2022;105(1):639-652. https://doi.org/10.1111/jace.18064

6. Vishnevskiy A.S., Vorotyntsev D.A., Seregin D.S., Vorotilov K.A. Effect of surface hydrophobisation on the properties of a microporous phenylene-bridged organosilicate film. J. Non Cryst. Solids. 2022;576:121258. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.121258

7. Berzin A.A., Sigov A.S., Morosov A.I. Phase diagram of the O(n) model with defects of «random local anisotropy» type. J. Magn. Magn. Mater. 2018;459:256-259. https://doi.org/10.1016/J.JMMM.2017.10.080

8. Берзин А.А., Морозов А.И., Сигов А.С. Анизотро -пия кубического типа, создаваемая дефектами типа «случайная локальная анизотропия», и фазовая диаграмма О(«)-модели. Физика тверДого тела. 2017;59(12):2420-2424. https://doi.org/10.21883/FTT.2017.12.45243.166

9. Берзин А.А., Морозов А.И., Сигов А.С. Фаза Имри-Ма в нанокристаллическом ферромагнетике. Физика твердого тела. 2018;60(9):1689-1692. https://doi.org/10.21883/FTT.2018.09.46385.050

10. Telegin A.V., Barsaume S., Bessonova V.A., Sukhorukov Y.P., Nosov A.P., Kimel' A.V., Gan'shina E.A., Yurasov A.N., Lysina E.A. Magnetooptical response to tunnel magnetoresistance in manganite films with a variant structure. J. Magn. Magn. Mater. 2018;459: 317-321. https://doi.org/10.1016/J.JMMM.2017.10.006

11. Ovcharenko S., Gaponov M., Klimov A., Tiercelin N., Pernod P., Mishina E., Sigov A., Preobrazhensky V. Photoinduced spin dynamics in a uniaxial intermetallic heterostructure TbCo2/FeCo. Sci. Rep. 2020;10(1):15785. https://doi.org/10.10328/s41598-020-72740-x

12. Vishnevskiy A.S., Naumov S., Seregin D.S., Wu Y.-H., Chuang W.-T., Rasadujjaman M., Zhang J., Leu J., Vorotilov K.A., Baklanov M.R. Effects of methyl terminal and carbon bridging groups ratio on critical properties of porous organosilicate glass films. Materials. 2020;13(20):4484. https://doi.org/10.3390/ma13204484

13. Saveliev D.V., Belyaeva I.A., Chashin D.V., Fetisov L.Y., Shamonin M. Large Wiedemann effect in a magnetoactive elastomer. J. Magn. Magn. Mater. 2020;511:166969. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166969

14. Burdin D.A., Chashin D.V., Ekonomov N.A., Gordeev S.N., Fetisov Y.K. Nonlinear magnetoelectric effect in a ferromagnetic-piezoelectric structure induced by rotating magnetic field. Smart Mater. Struct. 2019;28(10):107001. https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab34e9

15. Fetisov L.Y., Chashin D.V., Plekhanova D.D., Saveliev D.V., Fetisov Y.K. Electrical field control of magnetoelectric effect in composite structures with single-crystal piezoelectrics. J. Magn. Magn. Mater. 2019;470:93-96. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.11.010

16. Sharaevskaya A.Y., Beginin E.N., Kalyabin D.V., Fetisov Y.K., Nikitov S.A. Surface spin waves in coupled easy-axis antiferromagnetic films. J. Magn. Magn. Mater. 2019;475:778-781. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.11.130

17. Chashin D.V., Fetisov L.Y. Saveliev D.V., Fetisov Y.K. Magnetoelectric monolithic resonator based on the ferromagnetic-piezoelectric structure excited with a linear current. Sensors Letters. 2019;3(3):2500804. https://doi.org/10.1109/LSENS.2019.2895966

18. Burdin D.A., Ekonomov N.A., Chashin D.V., Fetisov Y.K., Gordeev S.N. Magnetoelectric doubling and mixing of electric and magnetic field frequencies in a layered multiferroic heterostructure. J. Magn. Magn. Mater. 2019;485:36-42. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.04.037

19. Fetisov L.Y., Chashin D.V., Saveliev D.V., Afanasiev M.S., Simonov-Emel'yanov I.D., Vopson M.M., Fetisov Y.K. Magnetoelectric direct and converse resonance effects in a flexible ferromagnetic-piezoelectric polymer structure. J. Magn. Magn. Mater. 2019;485:251-256. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.04.085

20. Горбатова А.В., Хусяинов Д.И., Ячменев А.Э., Хабибуллин Р.А., Пономарев Д.С., Буряков А.М., Мишина Е.Д Фотопроводящий THz-детектор на основе сверхрешеточной гетероструктуры с плазмонным усилением. Письма в Журнал технической физики. 2020;46(22):10-14. http://doi.org/10.21883/PJTF.2020.22.50300.18442