Лаборатория функциональных материалов и устройств для наноэлектроники

Заведующий лабораторией

Зенкевич Андрей Владимирович – к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник. Закончил кафедру физики твердого тела в НИЯУ МИФИ в 1984 г. В 1997 г. защитил диссертацию на соискание степени кандидата физико-математических наук на кафедре Физики Твердого Тела и Наносистем МИФИ.

Имеет опыт руководства научными коллективами и ведения исследовательских и прикладных проектов в МИФИ, НИЦ «Курчатовский институт», МФТИ. В 1993-2011 гг. в качестве приглашенного учёного работал в Институте физики Орхусского университета (Дания).

Является автором более 100 научных статей в области физики тонких пленок, наноструктур, новых устройств энергонезависимой памяти, а также нескольких патентов в области наноэлектроники.

Область научных интересов: физика тонких пленок, наноразмерные и многослойные структуры, физические и функциональные свойства наноструктур, новые материалы для наноэлектроники, сверхтонкие сегнетоэлектрики, границы раздела, наноэлектроника, спинтроника, магнитоэлектрические эффекты в композитных мультиферроиках, новые физические принципы записи и обработки информации, устройства энергонезависимой памяти, мемристоры, электронные синапсы, синаптическая пластичность.

Специализация лаборатории

Лаборатория создана в апреле 2014 года по результатам открытого конкурса МФТИ, проведенного в целях реализации программы повышения конкурентоспособности Московского физико-технического института.

Лаборатория имеет неограниченный доступ к ростовому, аналитическому и технологическому оборудованию на уровне современных зарубежных исследовательских центров в области исследований и разработок заявленного профиля, что позволяет проводить весь цикл исследований, включая рост тонкопленочных структур, исследование их физических и функциональных свойств, а также изготовление прототипов устройств целиком в стенах МФТИ. Вместе с тем, благодаря многолетнему сотрудничеству с центрами микроэлектроники в России (НИИМЭ/Микрон) имеется возможность использовать заводские чипы с изготовленными КМОП-компонентами для разработок инновационных прототипов устройств памяти.

Лаборатория занимается экспериментальными исследованиями новых физических принципов записи и хранения информации в наноразмерных структурах на основе неорганических материалов, которые могут быть использованы для разработки инновационных устройств энергонезависимой памяти, а также многофункциональных устройств. Такие устройства могут лечь в основу альтернативного подхода к созданию вычислительных систем и информационных технологий.

Ключевые разработки

1. Создание функциональных прототипов электронных синапсов и построение на их основе модели нейроморфной вычислительной системы (проект РНФ 2014-2016 гг.)

В результате проекта были созданы функциональные неорганические аналоги биологических синапсов на основе новых комбинаций неорганических материалов в структурах металл-изолятор-металл и исследована возможность использования таких функциональных элементов в оригинальной нейронной модели нейроморфной вычислительной системы. Подробнее

2. Разработка элементов энергонезависимой памяти топологии 1T-1R на основе эффекта резистивного переключения в тонких слоях оксидов переходных металлов (ПНИ ФЦПИР  - Минобрнауки, 2014-2016 гг.)

Были проведены исследования различных комбинаций материалов в структуре мемристора, продемонстрирована работоспособность элементов хранения резистивной памяти на основе HfO₂, и успешно проведена интеграция с заводскими КМОП-транзисторами для создания устройств памяти 1 резистор - 1 транзистор. 

3. Исследование принципов построения и конструктивных вариантов энергонезависимой памяти с ячейками на основе активных материалов с управляемой электрической проводимостью, сегнетоэлектрических материалов (СЧ ПНИР - Минпромторг, 2014-2016 гг.)

Проведены исследования и разработки принципов построения ячеек резистивной и сегнетоэлектрической энергонезависимой памяти на основе тонкопленочных слоев HfO₂. 

4. Разработка конструктивно-технологических решений в области создания энергонезависимой памяти нового поколения типа FeRAM топологии 1T-1C (СЧ ПНИР ФЦПИР - Минобрнауки, 2014-2016 гг.)

Была продемонстрирована возможность создания радиационно-стойкой низкопотребляющей энергонезависимой сегнетоэлектрической памяти на основе метастабильной фазы HfO₂. Успешно проведена интеграция заводских КМОП-транзисторов с лабораторными образцами устройств сегнетоэлектрической памяти. Подробнее 

5. Исследование свойств границ раздела тонкопленочных сегнетоэлектрических слоев на основе HfO2 c металлами и их функционализация в инновационных устройствах для наноэлектроники (Грант РНФ, 2018-2020 гг.)

В проекте исследуются актуальные границы раздела в структурах, пригодных для создания инновационных устройств памяти и многофункциональных устройств наноэлектроники. Полученные результаты позволяют выяснить критически важные механизмы деградации устройств сегнетоэлектрической памяти с точки зрения времени хранения информации и числа циклов перезаписи. Подробнее

Научные партнеры

Deutsches Elektronen-Synchrotron (Germany)
University of Nebraska-Lincoln (Lincoln, USA)
Laboratorio MDM-CNR-CMM (Agrate Brianza, Italy)

Индустриальные партнеры

АО «НИИМЭ» / ПАО «Микрон»