введенный в употребление новый или значительно улучшенны

ЗАКЛЮЧЕНИE ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА
Д212.208.23 НА БАЗЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ», МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ, ПО ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ
СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
аттестационное дело № _________________
решение диссертационного совета от «28» августа 2014 г. № 3
О
присуждении
Алябьевой
Наталье
Ивановне,
гражданке
Российской
Федерации, ученой степени кандидата технических наук.
Диссертация «Разработка и исследование технологических основ формирования
наноразмерных планарных структур на основе пленок BiFeO3 для устройств
обработки и хранения информации» по специальности 05.27.01 – «Твердотельная
электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на
квантовых эффектах» принята к защите «22» мая 2014 г. протокол № 1
диссертационным советом Д212.208.23 на базе Федерального государственного
автономного
образовательного
учреждения
высшего
профессионального
образования «Южный федеральный университет» (Министерство образования и
науки РФ), 344006, ул. Большая Садовая, д. 105/42, г. Ростов-на-Дону, Россия,
№1925-588 от 08.09.2009 г.
Соискатель Алябьева Наталья Ивановна 1988 года рождения, в 2011 году
окончила Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Южный федеральный университет». C
2011 по 2014 год обучается в очной аспирантуре в Федеральном государственном
автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования
«Южный федеральный университет».
Диссертация выполнена на кафедре нанотехнологий и микросистемной техники
Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего
профессионального
образования
«Южный
федеральный
университет»
(Министерство образования и науки РФ).
Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Агеев Олег
Алексеевич, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
2
высшего профессионального образования «Южный федеральный университет»,
Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения, директор института.
Официальные оппоненты:
1. Мухортов Владимир Михайлович, доктор физико-математических наук,
профессор, Южный научный центр Российской академии наук, лаборатория
сегнетоэлектрических пленок, заведующий лабораторией;
2. Толстолуцкий Сергей Иванович, кандидат технических наук, доцент,
Федеральное государственное унитарное предприятие «Ростовский-на-Дону
научно-исследовательский
институт
радиосвязи»
(ФГУП
«РНИИРС»),
начальник сектора.
дали положительные отзывы на диссертацию.
Ведущая
организация
открытое
акционерное
общество
«Научно-
производственное предприятие космического приборостроения «Квант», г. Ростовна-Дону, в своем положительном заключении, подписанном Локоть Сергеем
Васильевичем, кандидатом технических наук, первым заместителем главного
конструктора – директора НТЦ ОАО НПП «Квант», указала, что тема диссертации
соответствует специальности 05.27.01, а диссертационная работа содержит
совокупность новых результатов и положений, имеет внутреннее единство и
свидетельствует о личном вкладе автора в науку. Результаты работы рекомендуется
использовать на предприятиях и в организациях, занимающихся разработкой и
исследованием элементно-компонентной базы электроники с использованием
сегнетоэлектрических
материалов.
Автореферат
диссертации
полностью
соответствует содержанию диссертации и предъявляемым к нему требованиям.
Ведущая организация считает, что диссертационная работа Алябьевой Н.И.
полностью соответствует требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским
диссертациям, а ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидата
технических наук.
Соискатель имеет 23 опубликованные работы, в том числе 23 по теме
диссертации, из них 15 работ в материалах всероссийских и международных
конференций и симпозиумов, 7 статей опубликовано в рецензируемых научных
изданиях,
1
свидетельство
об
аттестации
методики
измерений
удельного
сопротивления гомогенных полупроводниковых материалов методом атомносиловой
микроскопии
№
023-01.00281-2011
Федеральным
агентством
по
3
техническому регулированию и метрологии (Федеральное бюджетное учреждение
«Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в
Ростовской области»). Общий объём опубликованных работ – 6 печатных листов из
которых авторский вклад – 3 печатных листа.
Наиболее значимые научные работы по теме диссертации:
Агеев О.А., Алябьева Н.И., Коломийцев А.С., Ткачук В.В. Исследование
1.
наноразмерной ферроэлектрической доменной структуры пленок BiFeO3 методами
пьезо-силовой
и
растровой
электронной
микроскопии
//
Фундаментальные
исследования. – 2014. – № 3. – С. 697-700.
2.
Oleg A. Ageev, Natalie I. Alyabieva, Boris G. Konoplev, Vladimir A.
Smirnov, Vladislav V. Tkachuk. Investigation of the nanodiagnostics probe modes for
semiconductor resistivity measurements by atomic force microscopy // Advanced Materials
Research. – 2014. – Vol. 894. – P. 374-378.
Коноплев Б.Г., Aгеев О.А., Смирнов В.А., Коломийцев А.С., Сербу Н.И.,
3.
Модификация
зондов
для
сканирующей
зондовой
микроскопии
методом
фокусированных ионных пучков // Микроэлектроника. – 2012. – № 1. – Том 41. – С.
47-56.
4.
Julia Syurik, Natalya Alyabyeva, Alexander Alekseev, Oleg A. Ageev, AFM-
based model of percolation in graphene-based polymer nanocomposites // Composites
Science and Technology. – 2014. – Vol. 95. – P. 38-43.
На
диссертацию
и
автореферат
поступили
отзывы:
Новгородский
государственный университет им. Ярослава Мудрого, д.т.н., профессор В.А.
Карачинов; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», д.т.н.,
профессор Н.И. Каргин; Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарёва
НАН Украины, д.т.н., профессор Р.В. Конакова; Институт физики микроструктур
РАН, д.ф.-м.н., профессор В.Л. Миронов; Национальный исследовательский
университет «МИЭТ», д.ф.-м.н., профессор В.К. Неволин; Казанский научный центр
РАН,
д.
ф.-м.н.,
профессор
А.А.
Бухараев;
Белорусский
государственный
университет информатики и радиоэлектроники, академик НАН Беларуси, д.т.н,
профессор А.П. Достанко.
В отзывах содержатся следующие критические замечания:
1.
Диссертантом не приводятся данные о деформации решетки BiFeO3,
полученные на основе рентгеноструктурного анализа. Это тем более важно,
4
поскольку экстраординарные свойства тонкопленочных материалов на основе
феррита
висмута
во
многом
объясняются
механическими
напряжениями,
возникающими при росте пленок. При характеристике объекта исследования
BiFeO3/SrRuO3/DyScO3 в диссертации отсутствуют данные о срезе на котором
создавалась гетероструктура и соответственно о параметрах решетки пленки и
буферного слоя. Поэтому утверждение автора при анализе рисунка 3.1(б) где
определялась морфология поверхности (высота ростовых ступенек), которая
составила порядка (3,5-5,1) Å, и вывод автора о соответствии этого значения
кубической элементарной ячейке BiFeO3 (стр73) не обоснован.
2.
В четвертой главе при разработке конструкции элемента памяти не
проведены оценки минимальных требований к функциональным характеристикам
слоя BiFeO3 (минимальный размер ячейки, толщина слоя BiFeO3, допустимый
диапазон значений поляризации), выполнение которых необходимо для нормального
функционирования прибора.
Выбор официальных оппонентов обосновывается: официальные оппоненты
д.ф.-м.н., профессор Мухортов В.М. и к.т.н., доцент Толстолуцкий С.И. являются
широко известными ведущими специалистами РФ в области получения и
исследования
сегнетоэлектрических
материалов
и
технологии
элементно-
компонентной базы микро-и наноэлектроники.
Выбор ведущей организации обосновывается тем, что ОАО НПП КП «Квант»,
г. Ростов-на-Дону, является ведущей научной организацией РФ, осуществляющей
деятельность в области производства полупроводниковых приборов и систем на их
основе.
Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных
соискателем исследований:
Разработаны:
математическая
модель,
устанавливающая
теоретические
закономерности влияния длины зонда атомно-силового микроскопа (АСМ) на его
отклонение по нормали в динамическом режиме АСМ с учетом емкостных,
кулоновской, упругих сил и нагрузки на кантилевер и позволяющая определять
оптимальные параметры зонда для исследования нормального пьезоотклика образца
методом
пьезо-силовой
микроскопии;
методика
определения
нормального
пьезоэлектрического модуля d33 и трехмерной ориентации векторов поляризации
сегнетоэлектрической доменной структуры пленки BiFeO3; методика визуализации
5
сегнетоэлектрической
микроскопии;
доменной
методика
полупроводниковых
структуры
выполнения
материалов
методом
измерений
гомогенного
типа
растровой
электронной
удельного
сопротивления
методом
атомно-силовой
микроскопии отображения сопротивления растекания; технологический маршрут
формирования методом фокусированных ионных пучков массивов наноразмерных
емкостных ячеек на основе пленки BiFeO3.
Предложены
конструкции
элемента
энергонезависимого
оперативного
запоминающего устройства FeTRAM типа 1T с емкостной ячейкой на основе пленки
BiFeO3 и кантилевера для проведения исследований сегнетоэлектрических пленок
методом пьезо-силовой микроскопии.
Доказаны:
по
корреляции
расчетных
и
экспериментальных
данных
закономерность влияния длины зонда АСМ на его отклонение по нормали в
динамическом режиме АСМ, а также влияние длины зонда на адекватность
отображения
нормального
микроскопии;
по
пьезоотклика
корреляции
образца
расчетных
и
методом
пьезо-силовой
экспериментальных
данных
закономерность влияния силы прижима кантилевера к поверхности образца на
определяемое методом АСМ отображения сопротивления растекания удельное
сопротивление полупроводникового материала; закономерности влияния динамики
ориентационных фазовых переходов сегнетоэлектрической доменной структуры
пленки
BiFeO3
на
изменение
вольт-токовых
характеристик
наноразмерных
емкостных ячеек с учетом нагрузки на кантилевер.
Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:
Доказаны: теоретические закономерности влияния длины зонда АСМ на его
отклонение по нормали в динамическом режиме АСМ с учетом емкостных,
кулоновской, упругих сил и нагрузки на кантилевер, позволяющие определять
оптимальные параметры зонда для исследования нормального пьезоотклика образца
методом пьезо-силовой микроскопии; закономерности влияния силы прижима
кантилевера к поверхности образца на определяемое методом АСМ удельное
сопротивление полупроводникового материала с учетом изменения приконтактной
площади «зонд-образец», позволяющие подбирать нагрузку на кантилевер для
определения удельного сопротивления с высокой достоверностью.
Применительно
к
проблематике
диссертации
результативно
использованы методы атомно-силовой микроскопии, включая пьезо-силовую
6
микроскопию, метод сопротивления растекания, бесконтактную АСМ, методы
растровой
и
просвечивающей
электронной
микроскопии,
а
также
метод
фокусированных ионных пучков для формирования планарных наноразмерных
структур BiFeO3.
Проведена модернизация: модели колебания кантилевера в динамическом
режиме АСМ для определения отклонения балки кантилевера по нормали с учетом
емкостных, кулоновской, упругих сил и нагрузки на кантилевер; модели определения
сопротивления
полупроводниковых
материалов;
коммерчески
доступного
кантилевера марки NSG11 Pt с учетом теоретических и экспериментальных данных
для
его
применения
при
исследовании
нормального
пьезоотклика
сегнетоэлектрических пленок.
Значение полученных соискателем результатов исследования для практики
подтверждается тем, что: разработанная методика выполнения измерений
удельного сопротивления полупроводниковых материалов гомогенного
типа
методом АСМ отображения сопротивления растекания зарегистрирована в реесте
Центра метрологического обеспечения и оценки соответствия нанотехнологий и
продукции наноиндустрии (свидетельство №023-01.00281-2011); получены акты о
внедрении результатов диссертационной работы
в ЗАО «НТ-МДТ», НОЦ
«Нанотехнологии» ЮФУ и в учебный процесс кафедры нанотехнологий и
микросистемной техники ЮФУ.
Определены: режимы исследования морфологии поверхности пленки BiFeO3 c
атомарным разрешением методом бесконтактной АСМ; режимы исследования
нормального
и
латерального
пьезооткликов
сегнетоэлектрической
доменной
структуры пленок BiFeO3; конструкция и режимы формирования зонда кантилевера
для исследования нормального пьезоотклика сегнетоэлектрических пленок методом
пьезо-силовой микроскопии; режимы исследования нормального и латерального
пьезооткликов пленки BiFeO3 методами растровой электронной микроскопии;
режимы исследования доменной структуры и кристаллической структуры пленки
BiFeO3 с атомарным разрешением методами просвечивающей электронной
микроскопии;
режимы
формирования
стабильного
взаимодействия
системы
«кантилевер-образец» в контактном режиме АСМ для проведения токовых
измерений методом отображения сопротивления растекания; режимы формирования
7