автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Компьютерное моделирование элементов радиотехнических систем на микро- и наноуровне

На правах рукописи

Скворцов Константин Васильевич

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА МИКРО- И НАНОУРОВНЕ

Специальность 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 НОЯ 2012

Владимир - 2012

005054171

Работа выполнена на кафедре «Основы нанотехнологий и теоретической физики» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ).

Научный доктор физико-математических наук, профессор

руководитель Pay Валерий Георгиевич

Официальные Талицкий Евгений Николаевич

оппоненты доктор технических наук, профессор

кафедры конструирования и технологии радиоэлектронных средств ВлГУ

Осин Алексей Викторович кандидат технических наук ведущий инженер ООО "РУСАЛОКС" Г.Владимир

Ведущая ОАО «Владимирское КБ радиосвязи»

организация

Защита диссертации состоится «20» ноября 2012г. в « 14 » часов на заседании диссертационного совета Д 212.025.04 при Владимирском государственном университете имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ) по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д.87, корп.З, ФРЭМТ, ауд. 301-3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ).

Автореферат разослан «12» октября 2012 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д.87, ВлГУ, ФРЭМТ.

А.Г.Самойлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Достижения радиоэлектроники и микроэлектроники базируются на исследованиях и открытиях в области физики твердого тела и твердотельной технологии. Основу современной развивающейся микро- и наноэлектроники составляет идея изготовления искусственных периодических гетероструктур, состоящих из различных полупроводников, диэлектриков и металлов, со слоями, толщиной порядка нескольких нанометров.

Проблемы разработки современных базовых технологий производства систем микроэлектроники и новых материалов в основном упираются в решение задачи миниатюризации, как отдельных модулей, так и систем в целом. При этом переход на наноуровень возможен только при решении, в свою очередь, теоретических задач прогнозирования и практических задач прямого экспериментального исследования отдельных наноструктур и наноструктурированных материалов.

Развитие радиотехники и наноэлектроники поставило новые требования к элементам радиотехнических систем, использующих кристаллическое состояние вещества: квазикристаллы, нанокластеры, сверхрешеткии, гетероструктуры. Моделирование процесса их роста («снизу вверх») и образования («сверху вниз») является особенно актуальным в наши дни. Тем не менее, пока еще не создана достаточно полная теория зарождения и роста самих кристаллов, не выяснены вопросы взаимодействия «сопрягающихся» материалов при эпитаксии, почти отсутствует достоверная информация о наноструктурах конкретных веществ (исключая богатую информацию об углеродных наноматериалах). Все это тормозит развитие вычислительных систем, систем связи и локации, передачи и приема информации, и решение этих проблем следует искать на пути создания радиотехнических устройств, занимающих физически малый объем, - наносистем. Поэтому решение перечисленных выше проблем и задач по разработке основ наноструктурного анализа, по развитию методов моделирования роста и образования наноструктур, в том числе и с полупроводниковыми свойствами, а также по моделированию этапов сборки радиотехнических наносистем является актуальным.

Цель работы и задачи исследования.

Целью работы является исследование и компьютерное моделирование наноструктурных элементов радиосистем, и разработка основ технологии сборки радиотехнических микро- и наносистем.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Создание единого комплекса компьютерных программ «Компьютерный наноскоп», предназначенного для моделирования наноструктур и компьютерного проектирования наносистем.

2. Проведение наноструктурных исследований квантовых точек некоторых органических полупроводников, диэлектриков и металлов, используемых в системах наноэлектроники.

3. Разработка модели непериодической фрактальной сверхрешетки, в том числе с изменяемой симметрией, как элемента управляемой радиосистемы на микро- и наноуровне.

4. Расчёт излучательных свойств созданной модели фрактальной сверхрешетки.

5. Проведение экспериментальных исследований поверхности некоторых перспективных материалов для сборки радиосистем на наноуровне методами электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентной спектрометрии и рентгеновской дифрактометрии.

6. Разработка модели МОП-структуры на наноуровне.

7. Разработка модели структуры металл-оксид-металл на наноуровне.

8. Разработка общих рекомендаций для компьютерного проектирования наноструктурных элементов для радиотехнических систем.

Методы исследований.

В работе использован метод дискретного моделирования молекулярных упаковок и методы компьютерного моделирования роста наноструктур на базе международных банков структурных данных. Исследование свойств некоторых перспективных материалов для радиотехнических наносистем проведено методами рентгенодифракционного анализа,

рентгенофлуоресцентной спектроскопии и электронной микроскопии.

Объекты исследовании.

Компьютерные модели элементов радиотехнических устройств на наноуровне. Поверхности некоторых перспективных материалов для радиотехнических микро- и наносистем.

Основные результаты, представляемые к защите:

1. Методика расчета моделей молекулярных наноструктур реальных соединений от молекулярной структуры на первом этапе к модельным упаковочным полиэдрам роста на конечном этапе.

2. Методика компьютерного моделирования нанокластеров структур органических полупроводников (антрацена, пентацена, коронена), диэлектриков (на примере серы), металлов (на примере меди).

3. Этапы проектирования радиотехнических наносистем на основе органических полупроводников, металлов и окислов.

Научная новизна диссертационной работы заключается:

- в разработке методики послойного роста кристаллических зародышей органических полупроводников (класса полиаценов), металлов и диэлектриков, с целью создания радиотехнических наносистем;

- в создании модели фрактального нанообъекта на базе математической операции свертки точечных функций;

- в создании модели фрактальной непериодической сверхрешетки для управляемого приемно-передающего устройства на микро- и наноуровне;

- в создании модели МОП-структуры на основе алюмооксида и органических полупроводников.

- в создании модели структуры металл-оксид-металл на основе алюмооксида и нанокластеров меди.

Практическая значимость полученных результатов заключается в создании программно-технологического комплекса компьютерных средств обработки информации о структурах для микро- и наноэлектроники. Применение данного комплекса позволит:

- получить гетероструктуры с заданными электрофизическими свойствами;

- повысить надежность радиосистем, электронных приборов;

- удешевить и сократить сроки их разработки.

Личный вклад автора заключается:

в компоновке комплекса компьютерных программ «Компьютерный наноскоп»;

в апробации комплекса «компьютерный наноскоп» на ряде кристаллических наноструктур (медь, сера, антрацен, пентацен, коронен) и проведении сравнительного геометрический анализа их кристаллических структур;

разработке моделей фрактальных непериодических сверхрешеток с управляемой симметрией;

в проведении серии экспериментов на основе созданных моделей в САПР АШБой НРББ;

в проведении серии экспериментов по исследованию технологических свойств некоторых перспективных материалов для микро- и нанотехнологии методами рентгенодифракционного анализа, рентгенофлуоресцентной спектроскопии и электронной микроскопии;

в разработке модели МОП-структуры на наноуровне.

Результаты работы внедрены и реализованы:

1. В Micro Components Ltd.- Russia, ООО «МСЛР» при выполнении НИР по теме: «Разработка прикладного программного обеспечения для конструирования светодиодных подложек, производимых по технологии «ALOX» с учетом тепловых процессов».

2. В малом инновационном предприятии ООО «НПП «НАНОтех», для компьютерного моделирования структурообразования нанокластеров при создании новых композитных материалов.

3. В ФГБОУ ВПО ВлГУ использованы в учебном процессе при подготовке специалистов по направлениям «Нанотехнология» и «Радиотехника».

Апробация работы и публикации. Работа выполнена автором и является результатом исследований, в которых автор принимал непосредственное участие в течение последних 4 лет. За это время, по теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе: 6 научных статей в журналах из перечня ВАК, 11 тезисов докладов на научных конференциях и патент на полезную модель. Такж& результаты диссертационной работы были представлены в виде стендового доклада на международном форуме по нанотехнологиям Rusnanotech 2011.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 71 рисунком. В список литературы внесено 93 источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы научная новизна и практическая ценность полученных результатов, определены цели и задачи, дается структура диссертации и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертационной работы выполнен анализ литературы по современному состоянию исследований в области нанонауки и нанотехнологии за последние несколько лет. Изучены методы получения и квантовые эффекты в сверхтонких полупроводниковых гетероструктурах. Показано, что формирование устойчивых гетероструктур для микро- и наноэлектроники является одной из задач современной нанотехнологии. Одно из решений этой задачи возможно с помощью знания геометрических особенностей отдельных самозарождающихся элементов, входящих в гетероструктуру.

По литературным источникам изучены общие проблемы создания квантовых интегральных схем, основными элементами которых являются квантовые точки, квантовые проводники, квантовые ямы, транзисторные структуры на основе квантовых размерных эффектов и устройств с управляемой интерференцией электронных состояний. Использующиеся в схемах элементарные низкоразмерные структуры, которые являются фундаментальными идеализированными объектами, представляющими практический интерес, должны располагаться на какой-либо подложке и иметь контакт с другими структурами и функциональными элементами. Проблема возможности образования устойчивых контактов требует дополнительных исследований. Очевидно, что использование информации о поверхностных связях в наноструктурах, позволит ускорить поиск необходимых материалов.

Изучены свойства органических полупроводников, класса полиаценов, т.к. они являются перспективными материалами для создания наноэлементной базы радиотехнических систем. Интерес к органическим полупроводникам связан, в первую очередь, со сравнительной простотой технологий и низкой стоимостью продукта. Использование органических молекул разной конфигурации открывает широкие возможности для модифицирования электрофизических свойств материала. Молекулярные полупроводники представляют собой кристаллические структуры, в которых в качестве формирующих кристаллическую решетку элементов выступают органические молекулы.

Анализ представленных проблем современной электроники показывает:

1. Происходит переход от полупроводников на 5/'-основе к полупроводникам всего класса неорганических соединений типа АшВу и т.д., нуждающийся в дополнительных исследованиях.

2. Необходимо расширение класса веществ, применяемых в СВЧ-нанотехнологии за счет органических структур с полупроводниковыми свойствами с использованием для этих целей, предлагаемую нами, методику «быстрых» расчетов нанокластеров, которые производятся на основе знания атомно-молекулярных структур из банков структурных данных.

3. Необходима разработка принципов компьютерного проектирования наносистем, выполняющих функции управления, приема и передачи информации классических радиосистем.

4. Дальнейший прогресс не может быть достигнут без решения проблемы сопряженности (согласования параметров) используемых материалов. В

свою очередь, эта проблема базируется на знании структурных параметров нанообъектов, информация о которых явно недостаточная.

Недостаточность проведения компьютерных исследований на каждом этапе и в целом позволило сформулировать цели и задачи настоящего исследования.

Вторая глава диссертации посвящена компьютерному моделированию нанокластеров, в том числе и молекулярных, как основе наноструктурного анализа, применимого к микро- и наноэлектронике.

На основании исследования атомно-молекулярного строения кристаллических структур Pay В.Г. был предложен, а затем разработан сотрудниками ВлГУ, метод дискретного моделирования разбиений и упаковок, призванный решать следующие задачи:

— описание взаимного расположения молекул в кристаллах;

— предсказание кристаллических структур с молекулами известной формы;

— моделирование процесса образования кристаллического зародыша и нанокластера.

Данный метод моделирования основан на представлении отдельных элементов кристаллических структур дискретными моделями - замкнутыми связными областями, в общем случае невыпуклыми многогранниками, представляющими собой совокупность конечного числа выпуклых многогранников (рис.1).

а б в

Рис. 1. Шаро-стержневая (а), геометрическая (б) и дискретная модель (в) молекулы антрацена.

На основе алгоритмов и отдельных программ, предложенных А.В.Малеевым, В.Г.Pay, К.А.Потехиным, в данной работе разработан комплекс согласованных компьютерных программ «Компьютерный наноскоп» (КН), включающий в себя:

1. Программу построения моделей структур с использованием Кембриджского банка структурных данных.

2. Программу построения разбиений на области Вороного-Дирихле.

3. Программу построения нанометровых кластеров с поверхностными координационными связями.

4. Программу построения координационного упаковочного полиэдра роста с расчетом координационной числовой последовательности

Вначале строится разбиение пространства на области Вороного-Дирихле каждого атома, используя информацию о структуре из Кембриджского банка структурных данных. Объединение полиэдров атомов одной молекулы

представляет собой молекулярный полиэдр Вороного-Дирихле (рис.2). Расчет разбиения Вороного-Дирихле позволяет определить всех соседей у базовой молекулы и вычислить соответствующие величины межмолекулярных граничных поверхностей. Данные о положении центров молекул, окружающих базовую, служат отправными для дальнейшего расчета положения и количества вершин растущего графа соседства. Определение геометрической и числовой закономерностей последовательного заполнения точками первой и последующих координационных «сфер» закладывается в основу моделирования нанокластеров первого молекулярного слоя, второго слоя и т.д. в исследуемых структурах. На рис. 3 представлено первое окружение исходной молекулы (а) и координационные связи, идущие от каждой молекулы (б), позволяющие анализировать возможности наноструктуры участвовать в процессах взаимодействия с другими объектами гетероструктуры.

Рис. 2.Молекулярный полиэдр Вороного-Дирихле для антрацена

а б

Рис. 3. Молекулярный кластер антрацена (а) и координационные связи в кластере (б).

Разработанный комплекс компьютерных программ КН позволяет: - выявить геометрические особенности и сопряжение (согласование параметров) отдельных самозарождающихся элементов, входящих в гетероструктуру;

-решить задачу поиска фундаментальных закономерностей структурообразования и прогнозирования свойств, необходимых для развития технологий.

Теоретические исследования и изучение свойств наноструктур облегчает решение одной из задач современной нанотехнологии: формирование разнотипных гетероструктур, необходимых для развития технологий создания наноэлементов радиосистем.

В третьей главе рассмотрены возможности использования КН для проектирования элементов радиотехнических систем на наноуровне.

Используя комплекс программ КН, смоделирована квантовая точка меди в форме кубооктаэдра. На рис.4 представлены первая (а) и вторая (б) координационные сферы меди с 12-ю и 42-мя атомами соответственно, а также многогранник роста меди (в), зародыш которого содержит 9002 атома поверхности. Закон послойного роста определяется числовой последовательностью Мг =12, 42, 92,...,2к2 + 2,..., где ./V*-число атомов на к-й координационной сфере.

Рис.4. Нанокластеры меди

После определения структуры поверхностных связей и граней кристалла, возможно решение задачи совмещения различных структур. Учет направлений связей, позволяет прогнозировать возможности получения гетероструктур на наноуровне: квантовых точек, сверхрешеток и др.

а б

Рис.5. Результат имитации процесса «посадки» наноструктуры антрацена (а) и меди (б) на подложку в компьютерном наноскопе.

На рис.5 представлен результат имитации процесса посадки квантовой точки антрацена (С14Н10) (а) и меди (б) на диэлектрическую основу (ЫаС1), в КН. Видно, что период решетки ЫаС1, используемого в качестве подложки, согласуется с поверхностными связями антрацена и меди, что, в обоих случаях, говорит о возможности создания наносистем С|4Н|0-НаС1 и Си-ЛаСІ.

Используя знание структуры квантовой точки кристаллического зародыша меди (рис.4), решена задача создания модели фрактального нанообъекта — непериодической сверхрешетки с симметрией оси четвертого порядка, построенного на принципах операции свертки функций (рис.6).

Ч>1(х,У) Ч>2(х.У) Ш А Р(х,у) (I ♦----? $ \\ * \

Д«; ; =

---# * \ 9 %

/ % * %

в(г-гк) * X $ \

т тш тт итткш

Рис. 6. Свертка двух точечных функций Интегральное представление свертки записывается следующим образом:

+ оо +оо

РО.У) = J I cp1Cx,ys) ■(p2(x-u,y-v)dudv

— СО —со

или: р — <рг® (р2- Аналитическое задание самих свертываемых функций, определенных во всем двумерном пространстве, производится с помощью обобщенной 5-функции Дирака:

у=1

где величины г(х,у); г,(х„у^; г/х-.¡.у) характеризуют, соответственно, положение произвольной точки в пространстве заданной системы координат, положения точек первой и второй функции (рис. 6). Введя операцию поворота Ян точечной структуры на угол 45°, как элемент группы поворотов оси восьмого порядка, а также коэффициент гомотетии к при переходе от структуры точек функции <р2 к к<р2, любую итерацию построения фрактальной структуры можно представить следующим образом:

Р1 \pi-i ® к&ъ Е = 2п + 1.

Данное выражение можно использовать в качестве алгоритма автоматизации манипуляций квантовыми точками (нанокластерами) при производстве реального наноэлемента радиотехнического устройства в атомно-силовом микроскопе.

Геометрический смысл свертки адекватно отображает копирование, как трансляционный перенос точек одной функции по точкам другой (рис. 7,а).

Разработана модель фрактального нанообъекта — непериодическая сверхрешетка (СР) с симметрией оси четвертого порядка, построенная на основе предфрактала - второй итерации фрактала (рис. 7,6). Построение

произведено «посадкой» наноструктурных зародышей меди (рис.4) на поверхность основы кристалла-диэлектрика (ЫаС1).

Аюропласт

а б в

Рис. 7. Фрактальная структура (а), предфрактальная непериодическая сверхрешетка второго поколения, собранная в КН (б) и модель фрактальной антенной решетки (в).

На основе предложенной модели фрактального нанообъекта разработана фрактальная антенная решетка для управляемого приемно-передающего устройства. Электродинамическое моделирование проводилось для третьей итерации фрактальной антенной решетки с симметрией четвертого порядка. Металлизация в виде креста расположена на подложке из фторопласта, параллельно проводящей плоскости (рис.7, в). Запитка производилась в центральной точке с помощью коаксиальной линии. Результат изменения ДН в зависимости от частоты представлен на рис. 8.

Изменение мест запитки в точках, нарушающих симметрию воздействия на структуру, привело к изменению вида ДН (рис. 9).

Рис.8. Последовательное изменение формы ДН при возрастании частоты (от ЗГГц до 30 ГГц) и ее частотная характеристика

Рис.9. Изменение вида ДН при изменении положения точек запитки.

Аналогично процедуре сборки структуры с симметрией четвертого порядка, проведен анализ и моделирование структуры с симметрией оси пятого порядка, третья итерация которой изображена на рис. 10,а.

За основу создания непериодической СР из квантовых точек взят полиэдр с икосаэдрической симметрией, среди элементов симметрии которого есть ось пятого порядка. Имитация посадки икосаэдров на основу выполнена в соответствии с законом распределения точек во фрактальной мозаике с симметрией оси пятого порядка (рис. 10,6).

|_I Фторопласт

в

Рис. 10. Фрактальная структура (а), предфрактальная непериодическая сверхрешетка второго поколения, собранная в КН (б), модель фрактальной антенной решетки (в).

Электродинамическое моделирование проводилось для 3-ей итерации фрактальной антенной решетки с симметрией оси пятого порядка. Металлизация в виде снежинки расположена на подложке из фторопласта, параллельно над идеально проводящей плоскостью (рис. 10,в). Запитка производилась в центральной точке с помощью коаксиальной линии. Результат расчета ДН представлен на рис 11.

«»1

Рис.11. Вид ДН фрактальной антенной решетки с симметрией оси пятого порядка при различных частотах.

Преимуществом фрактальных СР из квантовых точек является: - расширение возможностей использования кристаллических зародышей наноструктур при моделировании и создании радиосистем на наноуровне;

-решается проблема миниатюризации в электронике в связи с переходом на нанометровый уровень;

-увеличивается диапазон использования длин волн исходя из эффекта скейлинга;

- возрастает управляемость процессом передачи сигналов методом нарушения симметричности расположения точек запитки антенны.

Таким образом, реализация модели фрактальных СР на наноуровне открывает новые технические возможности создания управляемых систем для микро- и наноэлектроники.

Для решения задач создания МОП-структуры и структуры металл-оксид-металл (МОМ-структуры) на наноуровне было проведено экспериментальное (РЭМ, РФА) исследование анодированного алюмооксида (АОА). Структура АОА представляет собой плотноупакованные оксидные ячейки, имеющие форму пористых гексагональных призм, соединенных между собой по боковым граням (рис. 12,а). На рис. 12,6 показано РЭМ изображение поверхности анодированного алюмооксида и адекватная модель пористой структуры, полученной в КН (в).

а б в

Рис. 12. Схема строения (а), РЭМ изображение поверхности (б) и результат моделирования (в) пористого алюмооксида.

На основе согласования поверхностных межкластерных связей, а так же согласования симметрии пор алюмооксида и кластеров антрацена или меди, предложена возможность сборки:

-МОП-структуры, в которой нанокластеры полупроводника антрацена могут быть помещены в поры АОА, с целью создания МДП-транзистора на наноуровне;

-МОМ-структуры, в которой нанокластеры меди могут быть помещены в поры АОА, с целью создания конденсатора на наноуровне.

Данный подход позволяет решить проблему технологии производства радиотехнических схем с высокой степенью интеграции.

В совокупности полученных данных и разработанных моделей предложен алгоритм действий, приводящий к расширению базы производства элементов радиотехнических устройств на микро- и наноуровне.

В заключении представлены основные выводы и результаты работы.

1. На базе отдельных компьютерных программ создан исследовательский комплекс «Компьютерный наноскоп», предназначенный для моделирования и компьютерного проектирования элементов радиосистем на наноуровне.

2. Проведена апробация комплекса для расчета квантовых точек некоторых органических полупроводников, диэлектриков и металлов, используемых в системах наноэлектроники.

3. Разработаны компьютерные модели непериодических фрактальных сверхрешеток, в том числе с изменяемой симметрией, как элементов радиосистемы, на микро- и наноуровне.

4. Разработаны модели и рассчитаны излучательные свойства фрактальных антенных решеток, симметрия которых соответствует симметрии образующих их наноструктур.

5. Методами электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентной спектроскопии и рентгенодифракционного анализа проведено экспериментальное исследование поверхности некоторых перспективных материалов для сборки радиосистем на микро- и наноуровне.

6. Разработана компьютерная модель МОП-структуры на основе алюмооксида и органических полупроводников на наноуровне.

7. Разработана компьютерная модель структуры металл-оксид-металл на основе алюмооксида и нанокластеров меди.

8. Определена процедура технологии сборки радиотехнических микро- и наносистем.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях из перечня ВАК

1. Никитин, O.P., Структуры квантовых точек в компьютерном наноскопе / О.Р.Никитин, Л.А.Ломтев, К.В.Скворцов, В.Г.Рау // Известия института инженерной физики. -2009. - Т.З.- № 13. -С. 25-29.

2. Никитин, O.P., Органические полупроводники. Антрацен в компьютерном наноскопе / О.Р.Никитин, В.Г.Рау, К.В.Скворцов, Л.А.Ломтев // Известия института инженерной физики. -2009. -Т.4. -№ 14. - С. 15-20.

3. Никитин, O.P. Моделирование фрактальных структур, антенн и излучателей для нанотехнологий / О.Р.Никитин, В.Г.Рау, К.В. Скворцов, Т.Ф.Рау, А.В.Малеев // Известия института инженерной физики. - 2010. -Т.1. -№ 15.- С.61-65.

4. Никитин, O.P. Моделирование сборки фрактальных наноструктур для управляемых приемно-передающих устройств / О.Р.Никитин, В.Г Pay., К.В.Скворцов, Т.Ф.Рау // Известия института инженерной физики,- 2010. -Т.З.- № 17.- С. 39-42.

5. Pay, В.Г. Геометрический анализ моделей молекулярных нанокластеров серы (S8)x в компьютерном эксперименте / В.Г.Рау, К.В.Скворцов, К.А.Потехин, А.В.Малеев // Журнал структурной химии. -2011. - Т.2. - №4. -С. 781-787.

6. Никитин, O.P. Проектирование электронных средств на нано- и атомно-молекулярном уровне / О.Р.Никитин, В.Г.Рау., К.В.Скворцов, Т.Ф.Рау // Известия института инженерной физики,- 2012. - Т.З.- № 25. - С. 100-103.

Другие публикации

7. Никитин, O.P. Проектирование элементов непереодических сверхрешеток для нанотехнологий / О.Р.Никитин, В.Г.Рау, К.В.Скворцов, Н.Н.Корнеева // Труды Владимирского государственного университета. Выпуск 7. Физико-математические основы индустрии наносистем и материалов, -2010. -Вып. 7. -С. 85-88.

8. Никитин, O.P. Фрактальные антенны из квантовых точек / О.Р.Никитин, В.Г. Pay., К.В.Скворцов, Н.Н.Корнеева // Труды Владимирского

18

государственного университета. Выпуск 7. Физико-математические основы индустрии наносистем и материалов, -2010. -Вып.7. -С. 83-85.

Публикации в материалах конференций

9. Потехин К.А., Скворцов К.В., Малеев A.B., Pay В.Г. Расчет спектров координационных упаковочных полиэдров роста кристаллических структур методом кластеризации разбиений // XXVII научные чтения имени академика Н. В. Белова, Нижний Новгород, 2008, С. 78-80

10. Потехин К.А., Скворцов К.В., Малеев A.B., Pay В.Г. Исследование спектров модельных зародышей роста кристаллической серы методом кластеризации разбиений // XIII Национальная конференция по росту кристаллов, ИК РАН, Москва, 2008, С. 163.

11. Pay В.Г., Ломтев Л.А., Скворцов К.В., Беляев И.В. Модель разбиения дискретного периодического пространства на области транзитивности // V международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины", Иваново, 2008, С. 53.

12. Малеев A.B., Pay В.Г., Житков И.К., Скворцов К.В. Комплекс программ для кластеризации и роста наноразмерных зародышей // V международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины", Иваново, Россия, 2008, С.73.

13. Скворцов К.В., Потехин К.А., Малеев A.B., Pay В.Г. Использование компьютерного наноскопа для геометрического анализа молекулярных нанокластеров кристаллической серы // V Национальная кристапло-химическая конференция, КазНЦ РАН, Казань, 2009, С. 157.

14. Rau V.G., Skvortsov K.V., Rau T.F., Gorshkov К.A. The model of the anthracene nanostructure in the "computer nanoscope" // Illrd International Conference "Crystal Materials 2010", STC "Institute for Single Crystals", Kharkov, Ukraine, 2010.

15. Скворцов K.B., Pay Т.Ф., Богаткина E.A., Pay В.Г. Этапы построения кристаллического многогранника роста антрацена в компьютерной модели // VI Международная научная конференция. «Кинетика и механизм кристаллизации. Самоорганизация при фазообразовании», Иваново, 2010, С.112.

16. Pay В.Г., Никитин O.P., Pay Т.Ф., Скворцов К.В. Проектирование предфрактальных непериодических сверхрешеток для сборки наноантенн // XIV Национальная конференция по росту кристаллов, ИК РАН, Москва, 2010, С.186.

17. Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Богаткина Е.Г., Горшков К. A., Pay В.Г. Наноструктурные исследования молекулярных соединений антрацена (С14Н10), пентацена (С22Н14) и коронена (С24Н12) // XIV Национальная конференция по росту кристаллов, ИК РАН, Москва, 2010, С.88.

18. Pay В.Г., Скворцов К.В., Никитин O.P. Учебно- исследовательский программный комплекс «Компьютерный наноскоп» // IV Всероссийские научные Зворыкинские чтения «Наука и образование в развитии промышленного потенциала и социально- экономической сфер регионов России», Муром, 2011, С.553.

19. Богаткина, Е.Г., Горшков К.А., Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Pay В.Г. Кристаллохимический аспект наноструктурных исследований молекулярных соединений антрацена, пентацена, коронена и мочевины // VI национальная кристаллохимическая конференция, Суздаль, 2011, С. 167.

Подписано в печать 09.10.12. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз.

Заказ т&Г-АИ/Лг Издательство Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

Введение.

Глава I. Радиотехнические наносистемы.

1.1. Современное состояние микроэлектроники.

1.2. Нанотехнологии в электронике.

1.3. Методы и технологии получения гетероструктур.

1.4. Использование органических соединений для радиосистем.

1.5. Выводы.

Глава II. Компьютерные технологии в наноструктурном анализе.

2.1. Методы моделирования роста наноструктур.

2.2. Метод дискретного моделирования разбиений и упаковок.

2.3. Основные понятия теории роста квантовых точек.

2.4. Комплекс программ «Компьютерный наноскоп».

2.5. Выводы.

Глава III. Проектирование радиотехнических наноэлементов и наносистем.

3.1. Квантовые точки для нанотехнологий.

3.2. Проектирование непериодических сверхрешеток.

3.3. Моделирование полупроводниковых органических структур.

3.4. Электродинамическое моделирование фрактальных антенных систем.

3.5. Исследование и моделирование перспективных материалов для радиосистем на наноуровне.

3.6. Выводы.

Развитие радиотехники и наноэлектроники предъявило новые требования к элементам радиотехнических систем, использующих кристаллическое состояние вещества: квазикристаллы, нанокластеры, квантовые точки, сверхрешетки и гетероструктуры. В наше время основу радиотехнической промышленности составляет монокристаллический кремний, но уже невозможно обойтись без использования других, самых разнообразных наноструктур, которые могут выполнять функции элементов радиосистем. Поскольку изделия из кристаллов широко распространены во многих сферах нашей жизни, то задачи совершенствования методов выращивания кристаллов и моделирования технологий их производства остаются практически важными в наши дни. Однако, пока еще не создана достаточно полная теория зарождения и роста кристаллов, особенно на наноуровне; не доведены до понимания общие вопросы сопряжения материалов при эпитаксии; почти полностью, за исключением углеродных нанотрубок и некоторых металлов, отсутствует информация о строении конкретных наноструктур, в часности молекулярных соединений. Все это тормозит развитие вычислительных систем, систем связи, систем локации, передачи и приема информации. Исследования наноструктур и материалов на их основе в последние несколько лет являются общим направлением для многих классических научных дисциплин: физической химии, физики твердого тела, физики конденсированного состояния и др. В каждой из этих наук как на уровне поиска системных решений, так и при создании принципиально новых материалов используется компьютерное моделирование, результаты которого затем проверяются в сложных дорогостоящих экспериментах с использованием высокотехнологичного оборудования. В электронике применение наноструктур позволяет расширить область действия закона Мура и ускорить полный переход от классических устройств к «однокристальной системе на чипе», занимающей физически малый объем и потребляющей меньше энергии.

Актуальность темы

Совокупность перечисленных проблем приводит к необходимости совершить в радиотехнике и микроэлектронике принципиальный переход к нанотехнологиям. Решение задачи по разработке основ наноструктурного анализа, включающего в себя методы моделирования нанокластеров и их роста, прогнозирование и расчет молекулярных наноструктур, в том числе с полупроводниковыми свойствами, а также по моделированию процессов сборки функционально ориентированных радиотехнических наносистем, является актуальным.

Цель работы и задачи исследования

Целью работы является исследование и компьютерное моделирование наноструктурных элементов радиосистем и разработка основ технологии сборки радиотехнических микро- и наносистем.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Создание единого комплекса компьютерных программ «Компьютерный наноскоп», предназначенного для моделирования наноструктур и компьютерного проектирования наносистем.

2. Проведение наноструктурных исследований квантовых точек некоторых органических полупроводников, диэлектриков и металлов, используемых в системах наноэлектроники.

3. Разработка модели непериодической фрактальной сверхрешетки, в том числе с изменяемой симметрией, как элемента управляемой радиосистемы на микро- и наноуровне.

4. Расчёт излучательных свойств созданной модели фрактальной сверхрешетки.

5. Проведение экспериментальных исследований поверхности некоторых перспективных материалов для сборки радиосистем на наноуровне методами 4 электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентной спектрометрии и рентгеновской дифрактометрии.

6. Разработка модели МОП-структуры и структуры металл-оксид-металл на наноуровне.

7. Определение общих рекомендаций по компьютерному проектированию наноструктурных элементов для радиотехнических систем.

Методы исследования

В работе использован метод дискретного моделирования молекулярных упаковок и методы компьютерного моделирования роста наноструктур на базе международных банков структурных данных. Исследование свойств некоторых перспективных материалов для радиотехнических наносистем проведено методами рентгенодифракционного анализа, рентгенофлуоресцентной спектроскопии и электронной микроскопии.

Научная новизна диссертационной работы заключается:

- в разработке методики послойного роста кристаллических зародышей органических полупроводников (класса полиаценов), металлов и диэлектриков с целью создания радиотехнических наносистем;

- в создании модели фрактального нанообъекта на базе математической операции свертки точечных функций;

- в создании модели фрактальной непериодической сверхрешетки для управляемого приемно-передающего устройства на микро- и наноуровне;

- в создании модели МОП-структуры на основе алюмооксида и органических полупроводников.

- в создании модели структуры металл-оксид-металл на основе алюмооксида и нанокластеров меди.

Практическая значимость полученных результатов заключается в создании программно-технологического комплекса компьютерных средств 5 обработки информации о структурах для микро- и наноэлектроники. Применение данного комплекса позволит:

- получить гетероструктуры с заданными электрофизическими свойствами;

- повысить надежность радиосистем, электронных приборов;

- удешевить и сократить сроки их разработки.

Положения, выносимые на защиту

1. Методика расчета моделей молекулярных наноструктур реальных соединений от молекулярной структуры на первом этапе к модельным упаковочным полиэдрам роста на конечном этапе.

2. Методика компьютерного моделирования нанокластеров структур органических полупроводников (антрацена, пентацена, коронена), диэлектриков (на примере серы), металлов (на примере меди).

3. Этапы проектирования радиотехнических наносистем на основе органических полупроводников, металлов и окислов.

Личный вклад автора заключается: в компоновке комплекса компьютерных программ «Компьютерный наноскоп»; в апробации комплекса «компьютерный наноскоп» на ряде кристаллических наноструктур (медь, сера, антрацен, пентацен, коронен), а так же в проведении их сравнительного геометрического анализа; в разработке моделей фрактальных непериодических сверхрешеток с управляемой симметрией; в проведении серии экспериментов на основе созданных моделей в САПР Аг^ой Ш^; в проведении серии экспериментов по исследованию технологических свойств некоторых перспективных материалов для микро- и нанотехнологии методами рентгенодифракционного анализа, рентгенофлуоресцентной спектроскопии и электронной микроскопии; в разработке модели МОП-структуры на наноуровне; в разработке модели структуры металл-оксид-металл на наноуровне.

Результаты работы внедрены и реализованы:

1. В Micro Components Ltd.- Russia, ООО «МСЛР» при выполнении НИР по теме: «Разработка прикладного программного обеспечения для конструирования светодиодных подложек, производимых по технологии «ALOX» с учетом тепловых процессов».

2. В малом инновационном предприятии ООО «Hi111 «НАНОтех» для компьютерного моделирования структурообразования нанокластеров при создании новых композитных материалов.

3. В ФГБОУ ВПО ВлГУ использованы в учебном процессе при подготовке специалистов по направлениям «Нанотехнология» и «Радиотехника».

Апробация работы. Работа является результатом исследований, в которых автор принимал непосредственное участие в течение последних 4 лет. По теме диссертации опубликовано 19 работ, 6 из которых в журналах, включенных ВАК в Перечень рецензируемых журналов. Общий объем работ 2,8 п.л. (автора - 0,7 п.л.). Основные положения и результаты исследования обсуждались на научных конференциях различного уровня. Получено положительное решение о выдаче патента РФ на полезную модель «Фрактальная патч-антенна» от 30.07.2012 г. Результаты диссертационной работы были представлены в виде стендовых докладов на международных форумах по нанотехнологиям Rusnanotech 2011, 2012 гг.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Никитин O.P., Ломтев Л.А., Скворцов К.В., Pay В.Г. Структуры квантовых точек в компьютерном наноскопе // Известия института инженерной физики. - 2009. - Т. 3. - № 13. - С. 25-29.

2. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Ломтев Л.А. Органические полупроводники. Антрацен в компьютерном наноскопе // Известия института инженерной физики. - 2009. - Т. 4. - № 14. - С. 15-20.

3. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Малеев A.B. Моделирование фрактальных структур, антенн и излучателей для нанотехнологий // Известия института инженерной физики. - 2010. - Т. 1. - № 15.-С. 61-65.

4. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Pay Т.Ф .Моделирование сборки фрактальных наноструктур для управляемых приемно-передающих устройств // Известия института инженерной физики. - 2010. - Т. 3. - № 17. -С. 39-42.

5. Pay В.Г., Скворцов К.В., Потехин К.А., Малеев A.B. Геометрический анализ моделей молекулярных нанокластеров серы (S8)x в компьютерном эксперименте // Журнал структурной химии. - 2011. - Т.2. - №4. - С. 781-787.

6. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Pay Т.Ф. Проектирование электронных средств на нано- и атомно-молекулярном уровне// Известия института инженерной физики. - 2012. - Т.З. - № 25. - С. 100-103.

Прочие публикации

7. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Корнеева H.H. Проектирование элементов непереодических сверхрешеток для нанотехнологий // Труды Владимирского государственного университета. Выпуск 7. Физико-математические основы индустрии наносистем и материалов. - 2010. - С. 8588.

8. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Корнеева H.H. Фрактальные антенны из квантовых точек // Труды Владимирского государственного 8 университета. Выпуск 7. Физико-математические основы индустрии наносистем и материалов. - 2010. - С. 83-85.

Публикации в материалах конференций

9. Потехин К.А., Скворцов К.В., Малеев A.B., Pay В.Г. Расчет спектров координационных упаковочных полиэдров роста кристаллических структур методом кластеризации разбиений // XXVII научные чтения имени академика Н.В. Белова.- Нижний Новгород, 2008. - С. 78-80.

10. Потехин К.А., Скворцов К.В., Малеев A.B., Pay В.Г. Исследование спектров модельных зародышей роста кристаллической серы методом кластеризации разбиений // XIII Национальная конференция по росту кристаллов.- ИК РАН,- Москва, 2008.- С. 163.

11. Pay В.Г., Ломтев Л.А., Скворцов К.В., Беляев И.В. Модель разбиения дискретного периодического пространства на области транзитивности // V международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины".- Иваново, 2008.- С. 53.

12. Малеев A.B., Pay В.Г., Житков И.К., Скворцов К.В. Комплекс программ для кластеризации и роста наноразмерных зародышей // V международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины"- Иваново, 2008.-С.73.

13. Скворцов К.В., Потехин К.А., Малеев A.B., Pay В.Г. Использование компьютерного наноскопа для геометрического анализа молекулярных нанокластеров кристаллической серы // V Национальная кристалло-химическая конференция.- КазНЦ РАН.- Казань, 2009.- С. 157.

14. Rau V.G., Skvortsov K.V., Rau T.F., Gorshkov К.A. The model of the anthracene nanostructure in the "computer nanoscope" // Illrd International Conference "Crystal Materials 2010", STC "Institute for Single Crystals", Kharkov, Ukraine, 2010.

15. Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Богаткина Е.А., Pay В.Г. Этапы построения кристаллического многогранника роста антрацена в компьютерной модели // VI Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Самоорганизация при фазообразовании». Иваново, 2010, С.112.

16. Pay В.Г., Никитин O.P., Pay Т.Ф., Скворцов К.В. Проектирование предфрактальных непериодических сверхрешеток для сборки наноантенн // XIV Национальная конференция по росту кристаллов, ИК РАН, Москва, 2010.-С.186.

17. Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Богаткина Е.Г., Горшков К.A., Pay В.Г. Наноструктурные исследования молекулярных соединений антрацена (С14Н10), пентацена (С22Н14) и коронена (С24Н12) // XIV Национальная конференция по росту кристаллов.- ИК РАН.- Москва, 2010.- С.88.

18. Pay В.Г., Скворцов К.В., Никитин O.P. Учебно- исследовательский программный комплекс «Компьютерный наноскоп» // IV Всероссийские научные Зворыкинские чтения «Наука и образование в развитии промышленного потенциала и социально-экономической сфер регионов России»,- Муром.- 2011, С.553.

19. Богаткина, Е.Г., Горшков К.А., Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Pay В.Г. Кристаллохимический аспект нано-структурных исследований молекулярных соединений антрацена, пентацена, коронена и мочевины // VI национальная кристаллохимическая конференци.- Суздаль, 2011.- С. 167.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, включающий иллюстрированный материал (71 рисунок), выводов и списка литературы (93 источника). Общий объем работы составил 116 страниц машинописного текста.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На базе отдельных компьютерных программ создан исследовательский комплекс «Компьютерный наноскоп», предназначенный для дискретного моделирования структуры материалов конкретных веществ и компьютерного проектирования элементов радиосистем на наноуровне.

Комплекс состоит из согласованных программ:

- Международных баз данных кристаллических структур (КБСД, Минкрист), основанных на реальных исследованиях атомно-молекулярного строения вещества методами рентгеновской дифракции, нейтронографии и др. Могут быть использованы варианты возможных структур, полученных методом дискретного моделирования упаковок, разработанного в ВлГУ.

- Программа разбиения кристаллического пространства конкретного вещества, на дискретные области Вороного - Дирихле и выделения графа связности этих областей, определяющего ближайшее окружение любой области в структуре.

-Программа посферного (для ЗЭ-) и послойного (для графа связности, определяющего форму роста нанокластеров, после выбора начальной вершины графа из физико-химических соображений. В результате формируется информация о поверхностных координационных связях каждого нанокластера.

-Программа построения различных вариантов ЗЭ- моделей нанокластеров для сборки наносистем как кристаллического, так и гелевого состояния вещества на основе координационных связей, полученных на выходе предыдущей подпрограммы. Физико-химические параметры наносистемы используются далее в квантовомеханических расчетах.

2. Проведена апробация комплекса для расчета «квантовых точек» -нанокластеров некоторых органических полупроводников, диэлектриков и металлов, используемых в системах радиотехники. Показано, что нанокластеры антрацена, пентацена, коронена, меди и др. характеризуются плотнейшей упаковкой молекул (атомов) с магическими числами, У подчиняющимися закону 10к +2, а следовательно являются устойчивыми.

3. Разработаны компьютерные модели непериодических фрактальных сверхрешеток, в том числе с изменяемой симметрией, как элементов радиосистемы, на микро- и наноуровне. Предложен математический аналог процедуре сборки фракталов, основанный на операции свертки дискретных функций.

4. Разработаны модели и рассчитаны излучательные свойства фрактальных антенных решеток, симметрия которых соответствует симметрии образующих их наноструктур. Проведен совместный расчет поля решетки при когерентном рассеянии наноструктурными элементами и спектра мощности излучения (диаграмм направленности) элементами классической решетки.

5. Методами электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентной спектроскопии и рентгенодифракционного анализа проведено экспериментальное исследование поверхности некоторых перспективных материалов для сборки радиосистем на микро- и наноуровне. Показано, что одним из наиболее перспективных материалов является пористая структура анодированного оксида алюминия (АОА).

6. Разработана компьютерная модель МОП-структуры на основе алюмооксида и органических полупроводников на наноуровне. Проведен квантовомеханический расчет системы «АЬОХ - Антрацен».

7. Разработана компьютерная модель структуры металл-оксид-металл на основе алюмооксида и нанокластеров меди.

8. Разработаны рекомендации по последовательности действий при проектировании наноструктурных элементов для радиотехнических систем. Определена процедура технологии сборки радиотехнических микро- и наносистем. В этой процедуре важная роль отводится поэтапному мониторингу технологического процесса на базе высокотехнологического оборудования.

1. Абрамов И.И., Новик Е.Г. Классификация приборных структур одноэлектроники 1. ФТП. —Том 33,— Выпуск 11.— 1999. — с. 1388-1394.

2. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию — М: Машиностроение, 1988. —224 с.

3. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур II ФТП. — Том 32, — Выпуск 1. — 1998. — с. 3-18.

4. Алыпин А.Б., Алыиина Е.А., Лимонов А.Г. // Журнал вычислительной математики и математической физики. — Том 48, Выпуск 11. —2008. —с. 55.

5. Бараш Л. Органические транзисторы базовые принципы и устройство II Компьютерное обозрение. — 2008. — с. 32-38.

6. Бейдер Р. Атомы в молекулах. Квантовая теория — М: Мир, 2001. — 536 с.

7. Берри P.C., Смирнов Б.М. Фазовые переходы в кластерах различных типов. IIУФН. — Том 179, — Выпуск 2. — 2009. — с. 147-177.

8. Блатов В. А. Илюшин Г. Д. Кластерная самоорганизация кристаллообразующих систем: супраполиэдрические кластеры-предшественники и самосборка икосаэдрической структуры ZrZn22 II Кристаллография. — Том 54, — Выпуск 4. — 2009. — с. 590-595.

9. Броудай И. Мерей Дж. Физические основы микротехнологии — М: Мир, 1985, —496 с.

10. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография Т. 3. — М: Наука, 1980. —408 с.

11. Валиев К. А. Физика субмикронной литографии — М: Наука-Физматлит, 1990. — 528 с.

12. Гиваргизов Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара — М: Наука, 1977. — 303 с.

13. Гинзбург В.Л. Какие проблемы физики и астрофизикипредставляются сейчас особенно важными и интересными (тридцать лет108спустя, причем уже на пороге XXI века)? II УФЫ. — Том 169, — Выпуск 4. — 1999, —с. 419-441.

14. Головач В.П., Зегря Г.Г., Маханец A.M. Спектры электронов и дырок в сверхрешетке цилиндрических квантовых проволок II ФТП. — №33., Выпуск 5. — 1999. — с. 603-607.

15. Делоне Б.Н. Геометрия положительных квадратичных форм II УМН. — Выпуск 3. — 1937. — с. 16-62.

16. Делоне Б.Н., Фаддеев Д.К. Теория иррациональностей третьей степени — М: Изд-во АН СССР, 1940. — 340 с.

17. Дмитриев И.А., Сурис P.A. Затухание блоховских осцилляций в сверхрешетках из квантовых точек. Общий формализм II ФТП. — Том 36., Выпуск 12. — 2002. — с. 1449-1459.

18. Дмитриев И.А., Сурис P.A. Локализация электронов и блоховские осцилляции в сверхрешетках из квантовых точек в постоянном электрическом поле II ФТП. — Том 35., Выпуск 2. — 2001. — с. 219-226.

19. Драгунов В. П., Неизвестный И. Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники: учебное пособие; 2-е изд., испр. и доп — НГТУ, 2004. — 496 с.

20. Журавлев В.Г. Самоподобный рост периодических разбиений и графов II Алгебра и анализ. — №13. — 2001. — с. 69-92.

21. Журавлев В.Г., Малеев A.B., Pay В.Г., Шутов A.B. Рост случайных графов и упаковок II Кристаллография. — Том 47. — 2002. — с. 976-981.

22. Келдыш JI. В. Свойства полупроводниковых сверхрешеток II ФТТ. — Том 4. Выпуск 8. — 1962. — с. 2265-2267.

23. Китайгородский А.И. Молекулярные кристаллы М: Наука, 1971. -424 с.

24. Кларкер Д.А. Математический цветник — М: Наука, 1983. — 493 с.

25. Кудренко Е.А., Шмытько И.М., Струкова Г.К. Аномальные структурные состояния оксидов редкоземельных металлов притвердофазном синтезе в режиме непрерывного нагрева II ФТТ. — Том 50., Выпуск 5. — 2008. — с. 924.

26. Кюри П. О симметрии в физических явлениях: симметрия электрического и магнитного полей — М: Наука, 1966. — с. 95-113

27. Леденцов H.H., Устинов В.М., Щукин В.А., Копьев П.С, Алферов Ж.И., Бимберг Д. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор II ФТП. — Том 32., Выпуск 4. — 1998. — с. 385-410.

28. Малеев A.B., Pay В.Г., Потехин К.А., Пархомов Л.Г., Pay Т.Ф. и др. Метод дискретного моделирования упаковок в молекулярных кристаллах II Доклады АН СССР, —Том 315, — 1990. —с. 1382-1385.

29. Малеев A.B. п-Мерные упаковочные пространства II Кристаллография. — Том 40. — 1995. — с. 394-396.

30. Малеев A.B., Житков И.К., Pay В.Г. Генерация кристаллических структур гетеромолекулярных соединений методом дискретного моделирования упаковок И Кристаллография. — Том 50., Выпуск 5. — 2005. — с. 788-797.

31. Мальцев П.П. Нанотехнологии. Наноматериалы. Наносистемная техника: Мировые достижения-2008 г. под ред. Мальцев П.П. — М: Техносфера, 2008. — 430 с.

32. Мартинес-Дуарт Дж. Нанотехнологии для микро — и оптоэлектроникщ Мир материалов и технологий под ред. Якимов Е.Б. пер. Хачоян A.B. — М: Техносфера, 2007. — 368 с.

33. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Ломтев Л.А Органические полупроводники. Антрацен в компьютерном наноскопе II Известия института инженерной физики. — №14.— 2009. — с. 15-20.

34. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Ломтев Л.А. Структуры квантовых точек в компьютерном наноскопе И Известия института инженерной физики. — №13.— 2009. — с. 25-29.

35. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов K.B., Pay Т.Ф. Проектирование электронных средств на нано- и атомно-молекулярном уровне II Известия института инженерной физики. — № 25. — 2012. — с. 100-103.

36. Никитин O.P., Pay В.Г., Скворцов К.В., Pay Т.Ф., Малеев A.B. Моделирование фрактальных структур, антенн и излучателей для нанотехнологий II Известия института инженерной физики. — № 15. — 2010.с. 61-65.

37. Овчинноков Ю.Э., Потехин К.А., Панов В.Н., Стручков Ю.Т. Рентгено-структурное исследование обратимого полиморфного перехода в монокристалле II Доклады АН. — №340. — 1995. — с. 62-66.

38. Панов В.Н., Потехин К.А., Гончаров A.B. О верхней границе числа граней стереоэдров II Кристаллография. — Том 44. — 1997. — с. 389.

39. Потехин К.А., Стручков Ю.Т. и др. Панов В.Н. Молекулярная и кристаллическая структура (S,S)-0-(a-dimemwiaMUH03miui) фенил. фениларилкарбинолов. II Кристаллография. —- Том 45. — 2000. — с. 662-668.

40. Пчеляков О.П., Болховитянов Ю.Б., Двуреченский A.B. Фойхтлендер Б. Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками: механизмы образования и электрические свойства. Обзор. II ФТП. — Том 34., Выпуск 11, —2000. —с. 1281-1299.

41. Раменская M. Е. Взаимодействия кристаллов со средой: структурно-геометрический анализ — М: Изд. Моск. ун-та, 2008. — 240 с.

42. Pay В.Г., Богатов B.C., Pay Т.Ф., Никитин O.P., Федотчев А.И // Вестник Нижегородского университета. — №9., Вып. 1. — 2006. — с. 56-61.

43. Pay В.Г., Никитин O.P., Гаврилов В.М. Радиофизические методы дистанционного зондирования Земли и космических объектов под ред. Под ред. В.Г. Pay. — Владимир: ВГПУ, 2007. — 144 с.

44. Pay В.Г., Пугаев A.A., Pay Т.Ф. Координационные числовые последовательности и координационные волны в среде II Кристаллография.

45. Том 51, — Выпуск 1. — 2006. — с. 8-16.

46. Pay В.Г., Скворцов К.В.,Потехин К.А., Малеев A.B. Геометрический анализ моделей молекулярных нанокластеров серы (S8)x в компьютерном эксперименте II Журнал структурной химии. — Том 52, Выпуск 4. — 2011.с. 781-787.

47. РУСАЛОКС, URL: http://rusalox.ru/technology-uniqueness.html.

48. Рыков С. А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур: Учебное пособие для вузов по направлению "Техническая физика" под ред. Шик А.Я. — СПб: Наука, 2001. — 52 с.

49. Самсонов В.М., Харечкин С.С., Гафнер Ю.Я., Гафнер C.J1. Молекулярно-динамическое исследование плавления и кристаллизации наночастиц II Кристаллография. — №54, — Выпуск 3. — 2009. — с. 563-569.

50. Ситнянский Б.Д. Антенны и устройства СВЧ II Вестник ВлГУ. — 1988. —с. 24.

51. Старостин В.В. Материалы и методы нанотехнологии: учебное пособие под ред. Патрикеев JI.H. — М: Бином. Лаборатория знаний, 2008. — 431 с.

52. Стихира П.Й., Черпак В.В., Волинюк Д.Ю. Свойства гетероперехода на основе пентацена и производных перилена II ФТП. — Том 43., Выпуск 2. — 2009. — с. 204-209.

53. Суминов И.В., Эпельфельд A.B., Людин В.Б., Борисов A.M., Крит Б.Л. URL: http://tompve.ru/science/Obzor-pribor4.htm (дата обращения: 20.12.2011).

54. Сюше Ж.П. Физическая химия полупроводников — М: Металлургия, 1962. —224 с.

55. Ткач Н.В., Маханец A.M., Зегря Г.Г. Электроны, дырки и экситоны в сверхрешетке цилиндрических квантовых точек с предельно слабой связью квазичастиц между слоями квантовых точек II ФТП. — Том 36., Выпуск 5.2002. —с. 543-549.

56. Ткачев А.Г., Золотухин И.В. Аппаратура и методы синтеза твердотельных наноструктур — Москва: Издательство Машиностроение-1, 2007, —316 с.

57. Федоров А.В. Физика и технология гетероструктур, оптика квантовых наноструктур: Учебное пособие — СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. — 56 с.

58. Цырлин Г.Э., Устинов В.М. Дубровский В.Г. Полупроводниковые нитевидные нанокристаллы: синтез, свойства, применения II ФТП. — №43., Выпуск 12. — 2009. — с. 1585-1629.

59. Ченг JL, Плог К. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры — М: Мир, 1989. — 600 с.

60. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций — М: Типография Паладин, ООО «Принта», 2010. — 288 с.

61. Шик А .Я., Бакуева Л.Г., Мусихин С.Ф., Рыков С.А. Физика низкоразмерных систем СПб.: Наука, 2001. - 160 с.

62. AntSoft HFSS, URL: WWW.ansys.com.

63. Brunner G.O. The Properties of Coordination Sequences and Conclusions Regarding the Lowest Possible Density of Zeolites II 46. J. Solid State Chem. — №29, — 1979.—p. 41-45.

64. Brunner G.O., Laves F. Problemder Koordinazionszahl II Wiss. Z. Tech. Univ. Dresden. — №20. — 1971. — p. 387-390.

65. Cambridge Structural Database System. Version 5.29. Cambridge Crystallographic Data Centre, 2008.

66. Cohen Gang Han, Taleb Mokari, Caroline Ajo-Franklin, and Bruce E. // J. Am. Chem. Soc. — Vol. 47., №130. — 2008. — p. 15811-15813.

67. Eley D. D. Organic semiconductors II Research. — №12. — 1956. — p. 293-299.

68. Eley D. D. and Parfitt G. D. The semiconductivity of organic substances.

69. Part 2II Soc., Faraday Trans. — Vol.51. — 1955. — p. 1529-1539.113

70. Esaki L., Tsu R. // IBM J.Res.Dev. — Vol.14, — № 61. — 1970.

71. Fawwaz J. Jibrael, Feaz F. Shareef and Wafaa S. Mummo Small Size and Dual Band of a Quadratic Koch II American Journal of Applied Sciences. — Vol.5, № 12. —2008. —p. 1804-1807.

72. Fischer W., Koch E. Geometrical packing analysis of molecular compounds IIZ. Kristallogr. — Vol. 150. —1979. — p. 245-260.

73. George M. Whitesides and J. Christopher Love The Art of Building Small!I Scientific American. — № 285., Vol. 3. — 2001. — p. 46.

74. Gianvittorio J. P. Fractal Antennas: Design, Characterization, and Applications USA — Los Angeles: University of California, 2000. — 109 p.

75. Gonzalez-Arbesu J.M., Rius J.M. and Romeu J. Comments on: On the relationship between fractal dimension and the performance of multiresonantdipole antennas using Koch curves II IEEE Trans, on Antennas and Propagation. — Jul. 2004. — p. 1626-1627.

76. Herrero Carlos P. Coordination sequences of zeolites revisited: asymptotic behaviour for large distances II J. Chem. Soc., Faraday Trans. — Vol. 90. — 1994. — p. 2597-2599.

77. Hoseman R., Bagchi S. Direct analysis of diffraction by matter. — Amsterdam: North-Holland Publishing Company, 1962. — 734 p.

78. Kim Y. and Jaggard D.L. The Fractal Random Array II Proceedings of the IEEE. — Vol. 74., № 9. — sept. 1986. — p. 128-1280.

79. Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects II Physical Review. — Vol.140., Issue 4A. — 1965. — p. 1133-1138.

80. Kossel W. Zur Theorie des Kristallwachstums II Nachr. Ges. Wiss. Gottingen. — №2, — 1927. — p. 135-143.

81. Maleev A.V., Zhitkov I.K., Rau V.G. Generation of Crystal Structures of Heteromolecular Compounds by the Method of Discrete Modeling of Packings II Crystallography Reports. — №50., Vol. 5. — 2005. — p. 727-734.

82. Medeiros-Ribeiro G. , Bratkovski A., Kamins T. I., Ohlberg D. A. and Williams R. S. Shape transition of Germanium nanocrystals on a Silicon (001) Surface from Pyramids to Domesll Science . — №353., — 1998. — p. 297.

83. Migliore M. An intuitive electromagnetic approach to MIMO communication systems. II Antennas and Propagation Magazine, IEEE. — Vol.48., № 3. — June 2006. — p. 128-137.

84. O'Keeffe M. Dense and rare four-connected nets II Z. Kristallogr. — 1991.—p. 21-37.

85. PC GAMESS, URL: http://classic.chem.msu.su

86. Rau V.G., Pugaev A.A., Rau T.F., Maleev A.V. Geometrical Aspect of Solving the Problem of Real Structure Growth on the Model of Alkali Metal Halides of the NaCl Type II Crystallography Reports. — Vol.54., № 7. — 2009. — p. 1128-1134.

87. Rau V.G., Zhuravlev V.G., Rau T.F., Maleev A.V. Morphogenesis of Crystal Structures in the Discrete Modeling of Pacrings II Crystallography Reports. — Vol.47., № 5. — 2002. — p. 727-730.

88. Russer P., Fichtner N., Lugli P. Nanoelectronics-Based Integrated Antennas II IEEE Microwave Magazine. — Vol.11., № 7. — Dec. 2010. — p. 5871.

89. Schooss D., Mews A., Eychmuller A., Wellr H. // Phys. Rev. B. — Vol.47. — 1994. — p. 1359-1365.

90. Tiwari S., Rana F., K.Chan K., H.Hanafi H., Chan W., Buchanan D. Volatile and nonvolatile memories in silicon with nanocrystal storage II IEDM Tech. Digest. — 1995. — p. 512-525.

91. University of Newcastle: Condensed Matter Group.

92. Weismuller J., Gleiter H. Precipitation in nanocrystalline Al-Agprepared by high energy ball milling and inert gas condensation // Nanostructured Materials. — Vol. 43, — № 3. 1995. — p. 1087-1098.

93. Yang X., Chiochetti J., Papadopoulos D. and Susman L. Fractal Antenna Elements and Arrays II Applied Microwave & Wireless. — May 1999. — p. 3446.