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 22-22-00676

НазваниеСинтез наноразмерных пор с полигональными сечениями при помощи быстрых тяжёлых ионов

Руководитель Горбунов Сергей Александрович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им.П.Н.Лебедева Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры

Ключевые слова быстрый тяжёлый ион, треки, травление, наноразмерные поры, анизотропия, полигональные сечения

Код ГРНТИ29.15.35

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на исследование и отработку технологии синтеза наноразмерных пор с полигональными сечениями при помощи быстрых тяжёлых ионов. Ставится задача построения (I) количественной модели, последовательно описывающей стадии возбуждения и релаксации электронного возбуждения, следующих за ними структурно-фазовых изменений в атомной подсистеме материала, и последующего травления треков БТИ, а также (II) организации и проведения серии экспериментов по облучению и травлению мишеней для проверки модели и демонстрации возможностей предлагаемой методики. Решение это проблемы имеет, как фундаментальное, так и технологическое значение. Уникальность технологических методов, основанных на облучении пучками БТИ, связана, в первую очередь, с экстремальными пространственными масштабами треков этих ионов, которые составляют ~1-10 нанометров в диаметре и порядка 100 микрометров в длину. Подобная структурная модификация не имеет аналогов и может быть использована для производства уникальных наноструктурированных материалов. К данному моменту наиболее отработаны технологии, основанные на травлении химически активированной трековой области: технологии производства микродиафрагм, полимерных фильтров, нанопроволок и нанотрубок, нано- и микроструктурированных плёнок и перспективных микроэлектротехнических устройств. Однако, как правило, эти технологии используют в своей основе изотропные материалы, например, полимеры или стёкла, в результате чего произведённые наноразмерные компоненты ограничены лишь круговым поперечным сечением. В проекте предлагается исследовать в рамках численной модели и экспериментально возможность использования анизотропных твёрдых тел в этих технологических процессах, например, кристаллических диэлектриков. Ввиду анизотропии травления кристаллических плоскостей, это может позволить синтезировать нано- и микроструктуры с полигональными сечениями. Внедрение БТИ-технологий сдерживается не только высокой стоимостью экспериментов, но и недостаточной изученностью базовых физических процессов, характеризующих взаимодействие БТИ с твердыми телами. Экстремальность нанометрических пространственных и фемтосекундных временных масштабов возбуждения материала в треке приводит к тому, что наблюдающиеся при облучении БТИ эффекты часто крайне необычны с точки зрения «макроскопических» представлений и не поддаются удовлетворительному объяснению в рамках традиционных научных подходов. Полученное в результате проекта знание создаст основу для формулирования, поиска и обоснования наиболее эффективных технологических методов желаемой модификации материалов пучками БТИ, ускорит и удешевит отработку экспериментальной информации и её анализа, позволяя количественно предсказывать изменения физических и химических свойств материалов в нанометрической окрестности траекторий быстрых тяжёлых ионов. Следует отметить, что Россия имеет лидирующие позиции в мире в области теоретического и экспериментального изучения формирования и травления треков в полимерных и неорганических материалах, и уже обладает как необходимым дорогостоящим оборудованием (напр. ускоритель тяжёлых ионов в ОИЯИ, г. Дубна), так и необходимой кадровой базой и большим опытом активной экспериментальной работы, проводимой в различных институтах по исследованию эффектов БТИ в различных материалах. Поэтому, результаты проекта, будут востребованы и восприняты научным сообществом. Таким образом, проект не только соответствует направлению «Н1. Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта» из Стратегии научно-технического развития Российской Федерации, определённой Президентом, но и актуален для уже начинающей формироваться в России технологической базы, основанной на использовании пучков БТИ.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---