Кафедра наноэлектроники и квантовых компьютеров образовалась в результате слияния двух кафедр: кафедры физических и технологических проблем микроэлектроники (образована в 1989 году) и кафедры квантовой информатики и вычислительных систем (образована в 1991 году). Кафедра физических и технологических проблем микроэлектроники ФФКЭ базируется в Физико-технологическом институте РАН. Институт организован в 1989 году на базе научного отдела микроэлектроники ИОФАН. Основатель института академик К.А.Валиев создал с сотрудниками уникальную научную школу в области физических основ глубокосубмикронной технологии кремниевых ультрабольших интегральных схем. Институт был создан для решения фундаментальных физико-технологических проблем субмикронных структур сверхбольших и сверхскоростных интегральных схем на основе развития субмикронной литографии, математического моделирования технологических процессов, разработки вакуумных и плазменных методов создания тонких пленок и их микроструктурирования, разработки и исследования субмикронных приборов микроэлектроники. Кафедра физических и технологических проблем микроэлектроники снабжала институт квалифицированными кадрами.
Наноэлектроника и квантовые компьютеры

Базовое предприятие: ФГБУН Физико-технологический институт РАН (ФТИАН РАН).
Организации-партнеры:
- ОАО «НИИМЭ и Микрон», Зеленоград;
- НПП «Пульсар», Москва;
- МФТИ (ГУ), Москва;
- МГУ, Москва;
- НИИЯФ МГУ, Москва;
- ИПТМ РАН, Черноголовка;
- Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники (ИСВЧПЭ) РАН, Москва;
- НТ-МДТ, Москва;
- Институт физики полупроводников (ИФП) СО РАН, Новосибирск.
Контакты:
Зам. зав. кафедрой
Вьюрков Владимир Владимирович
e-mail: vyurkov@ftian.ru
тел.: +74991295508
Год основания кафедры: 1989.
- Развитие передовых технологий формирования приборов наноэлектроники.
- Создание и исследование перспективных приборов наноэлектроники.
- Разработка перспективных конструкций приборов наноэлектроники на основе использования новых материалов и принципов функционирования.
- Развитие методов диагностики наноструктур и процессов их формирования.
- Развитие методов моделирования приборов и технологических процессов наноэлектроники.
- Разработка, создание и исследование элементной базы твердотельных квантовых компьютеров.
- Разработка микро- и наноэлектромеханических систем (МЭМС, НЭМС).
В процессе обучения на кафедре студенты получают знания о принципах работы приборов наноэлектроники и твердотельных квантовых компьютерах, о физических процессах, происходящих в таких приборах, и физических моделях, которые позволяют эти процессы описать, а также о технологиях, с помощью которых можно эти приборы изготовить.
3 курс (факультетский цикл)
Приборы полупроводниковой микро- и наноэлектроники, лекции, к.ф.-м.н. В.В. Вьюрков.
Базовый цикл
4 курс (общие дисциплины)
- Основы технологии приборов наноэлектроники и твердотельных квантовых компьютеров, лекции, академик А.А. Орликовский.
- Твердотельные квантовые компьютеры, лекции, к.ф.-м.н. А.В. Цуканов.
Специализация: Физика и технология приборов наноэлектроники
4 курс
- Физико-химические основы процессов наноструктурирования, лекции, академик А.А. Орликовский.
- Диагностика и мониторинг плазменных технологий микро- и наноэлектроники, лекции, д.ф.-м.н. К.В. Руденко.
5-6 курс
- Семинар по физическим и технологическим проблемам микро- и наноэлектроники, академик А.А. Орликовский.
- Физика и моделирование приборов наноэлектроники, лекции, к.ф.-м.н. В.В. Вьюрков.
- Физико-химические основы процессов легирования и осаждения тонких пленок, лекции, член-корр. В.Ф. Лукичёв.
- Моделирование технологических процессов, лекции, д.ф.-м.н. Т.М. Махвиладзе.
Специализация: Физика и технология квантовых компьютеров
4 курс
Архитектура высокопроизводительных вычислительных систем, лекции, член-корр. Митропольский.
5 курс
- Лабораторный практикум по моделированию твердотельных наносистем, к.ф.-м.н., доцент И.Ю. Катеев.
- Численное моделирование квантовых систем, лекции и семинары, к.ф.-м.н. И.Ю. Катеев.
- Квантовое моделирование физико-химических процессов, лекции и семинары, к.ф.-м.н. И.Ю. Катеев.
- Семинар по квантовым компьютерам, к.ф.-м.н. И.Ю. Катеев.
6 курс
- Гибридные системы в квантовой информатике, семинар, к.ф.-м.н. А.В. Цуканов.
- Семинар по квантовым компьютерам, к.ф.-м.н. И.Ю. Катеев.
Во ФТИАН РАН разработан ряд установок для субмикронных технологических процессов. Также разработаны технологические процессы формирования отдельных элементов современных МОП транзисторов. Предложен ряд новых приборов микроэлектроники и проведено их моделирование.
Разработаны основы технологии осаждения оксида гафния с целью формирования слоев подзатворных диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью в МДП-нанотранзисторах методами электронно-лучевого испарения в высоком вакууме и плазмостимулированного атомно-слоевого осаждения. Получены и исследованы слои диоксида гафния толщиной 2-7 нм с относительной диэлектрической проницаемостью 23-25 и плотностью тока утечки менее 0,15 А/см2 при 1 В.
Предложена конструкция квантового компьютера в канале полевого транзистора и создана программа его моделирования. Кубитами являются электроны в двойных квантовых точках, состояния которых формируются и управляются потенциалами затворов с размерами 10-20 нм при температуре 4 К, толщина кремниевого канала 2-4 нм. При работе компьютера не происходит перемещение заряда между квантовыми точками.
Выполнены исследования в области разработки конструкции, математического моделирования и технологии изготовления изделий микросистемной техники. Разработаны маршруты изготовления на основе технологии формирования микроструктур с использованием плазмохимического циклического процесса кремния во фторсодержащей плазме. Изучены условия получения высокоаспектных структур в кремнии, созданы экспериментальные образцы микроакселерометров и микрогироскопов для систем навигации нового поколения.
Разработана серия источников ионов для реактивного травления и осаждения тонких пленок, а также источник быстрых атомарных и молекулярных нейтральных частиц. Источник нейтральных частиц работает с инертными и химически активными газами; степень нейтральности пучков – до 100%; диапазон энергии частиц – 100-1500 эВ; отсутсвует накопление объемного заряда в диэлектрическом материале, приводящего к появлению дефектов в режимах осаждения или травления слоев.
Коллективом ФТИАН РАН созданы на основе источника индуктивно-связанной плотной плазмы низкого давления оригинальной конструкции установки плазмохимического анизотропного травления и плазмохимического осаждения для создания микро- и наноструктур. Также разработан экспериментальный низковольтный высокодозовый плазменно-иммерсионный ионный имплантер для ультрамелкого легирования областей стока и истока нанотранзисторов с проектными нормами 130-32 нм, обладающий уникальными возможностями ионного 3D-легирования.
За время работы кафедра подготовила более 200 выпускников. Многие выпускники «Кафедры наноэлектроники и квантовых компьютеров» продолжили заниматься научными исследованиями во ФТИАН РАН, в лабораториях МФТИ и других научно-исследовательских организациях.
Леонид Федичкин, к.ф.-м.н., преподаватель кафедры теоретической физики МФТИ (выпускник 1990 г.) Первый сотрудник лаборатории физики квантовых компьютеров ФТИАН, во многом определивший её облик и дальнейшее успешное развитие. Сооснователь, член редколлегии журнала "Квантовые компьютеры и квантовые вычисления" (1999-2003). Первый научный секретарь общемосковского семинара "Квантовые вычисления" (1999-2002). Награждён золотой медалью и премией РАН за лучшую работу молодого учёного (2002 год). С 2002 по 2009 работал в США (на физическом факультете университета Кларксон и на физическом факультете Мичиганского университета). Преподавал в США курсы по электричеству и магнетизму, электродинамике сплошных сред, физике твёрдого тела. С 2010 года работает в МФТИ, читает лекции по физике квантовых вычислений, ведёт семинары на кафедре теоретической физики и руководит студентами на кафедре физических и технологических проблем микроэлектроники.
Андрей Мяконьких, к.ф.-м.н., с.н.с. ФТИАН РАН (выпускник 2006 г.) Сотрудник лаборатории макроструктурирования и субмикронных приборов Физико-технологического института Российской академии наук. Выпускник ФФКЭ МФТИ. Работает в области разработки и диагностики плазменных технологий микро- и наноэлектроники: плазменной иммерсионной ионной имплантации, плазмохимического травления, плазмостимулированного атомно-слоевого осаждения. Автор более 30 печатных работ, в том числе научных статей, тезисов докладов на конференциях. Был научным руководителем 5 квалификационных работ на степени бакалавра и магистра студентов МФТИ. Являлся исполнителем по 10 грантам РФФИ и руководителем двух грантов, а также участником ряда международных исследовательских проектов.
Александр Рогожин, к.ф.-м.н., с.н.с. ФТИАН РАН (выпускник 2006 г.) Работает в области новых технологий и материалов для микро- и наноэлектроники. Занимается исследованием материалов и структур для затворных структур и контактных систем современных МОП транзисторов. Автор более 25 работ. Был научным руководителем 5 квалификационных работ студентов МФТИ. Являлся исполнителем или руководителем в более чем 10 проектах.
Дмитрий Свинцов, к.ф.-м.н., зав. лаб. оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ (выпускник 2011 г.) Защитил выпускную работу магистра на базовой кафедре Физических и технологических проблем микроэлектроники в 2011 году. Научные исследования в аспирантуре были посвящены электронным свойствам графена и проводились в тесном сотрудничестве с группой проф. В.И. Рыжия и Т. Отсуджи из университета Тохоку (Япония). За время обучения в аспирантуре разработал гидродинамическую теорию транспорта безмассовых частиц в графене, которая сейчас активно применяется для расчета характеристик приборов и интерпретации экспериментальных данных. Значительная часть работ посвящена возможности создания лазеров терагерцового диапазона на основе графена. В 2012 году защитил кандидатскую диссертацию, в 2013-2014 гг. работал в университете Тохоку. С 2014 года работает в лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ. В 2016 году Дмитрий стал победителем конкурса МФТИ на создание новых молодежных лабораторий.

Сергей Филиппов, к.ф.-м.н., зав. лаб. квантовой теории информации МФТИ (выпускник 2009 г.) С 2010г. работает на кафедре теоретической физики МФТИ. Проводит научные исследования в Физико-технологическом институте РАН, Физическом институте им.П.Н.Лебедева РАН и Российском квантовом центре; в различные годы стажировался в Исследовательском центре квантовой информации Института физики Словацкой академии наук, Университете Росток, Университете Коменского, Международном научном центре и Национальном автономном университете Мексики. Автор более 30 научных работ. Руководитель нескольких научных проектов. Заведует лабораторией квантовой теории информации МФТИ.
- Molchanova A., Rogozhin A., “Electrical properties of ALD HfO2 (EOT 0.47 nm),” Proc. SPIE 9440, p. 944004 (2015).
- I. S. Shahsenov, A.V. Miakonkikh, K.V. Rudenko “Monte Carlo simulation of boron doping profile of fin and trench structures by plasma immersion ion implantation,” Proc. SPIE 9440, p. 94400Y (2015).
- A. Miakonkikh ; S. Lisovsky ; M. Rudenko and K. Rudenko// " Instrumented wafer as a Langmuir multiprobe tool for lateral plasma homogeneity measurements in processing plasma reactors ", Proc. SPIE 8700, p. 870004 (2013).
- Sosnina A., Rogozhin A., Miakonkikh A., Atomic force microscopy for line edge roughness measurements, Proc. SPIE 8700 , p. 870010 (2013).
- D. Svintsov, V. Vyurkov, S. Yurchenko, T. Otsuji, and V. Ryzhii. Hydrodynamic model for electron-hole plasma in graphene. J. Appl. Phys., Vol. 111, 083715, 2012.
- V. Vyurkov, I. Semenikhin, S. Filippov, and A. Orlikovsky. Quantum simulation of an ultrathin body field-effect transistor with channel imperfections. Solid-State Electronics, Vol. 70, pp. 106–113, 2012.
- D. Svintsov, V. Vyurkov, V. Ryzhii, and T. Otsuji. Effect of ‘‘Mexican Hat’’ on Graphene Bilayer Field-Effect Transistor Characteristics. Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 50, 070112, 2011.
- S. Filippov, V. Vyurkov, L. Fedichkin. Effect of image charge on double quantum dot evolution. Physica E, vol. 44, pp.501-505, 2011.
- V. Vyurkov, S. Filippov, and L. Gorelik, Quantum computing based on space states without charge transfer. Physics Letters A, Vol. 374, pp. 3285-3291, 2011.
- Miakonkikh, A. Instrumented wafer as a Langmuir multiprobe tool for lateral plasma homogeneity measurements in processing plasma reactors / A.Miakonkikh, S. Lisovsky, M. Rudenko, K. Rudenko // Int.Conf.“Micro- and nanoelectronics (ICMNE-2012)". Oct 1-5, 2012, Moscow-Zvenigorod. - Book of Abstracts. - P.Р1-48
- 1. Izat S. Shahsenov ; Andrey V. Miakonkikh and Kostantin V. Rudenko // Monte Carlo simulation of boron doping profile of fin and trench structures by plasma immersion ion implantation / Int.Conf. "Micro- and nanoelectronics - 2014" (ICMNE-2014). Abstracts. Moscow - Zvenigorod. October 06th-10th, 2014. P1-28.
- Мяконьких, А. В.; Клементе, И. Э.; Руденко, К. В.; Адонин, А. С. Измерение толщин тонких диэлектрических слоев на структурах AlGaN/GaN на сапфире методом спектральной эллипсометрии / // 25-я Международная Крымская конференция "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии", 6-12 сентября 2015 г., Севастополь, Крым, Россия : Крымико 2015 : материалы конф. : в 2 т. - Севастополь, 2015.. - ISBN 978-1-4673-9414-7.
- A. Molchanova, A. Rogozhin, Electrical properties of ALD HfO2 (EOT 0.47 nm), International Conference "Micro- and Nanoelectronics - 2014", 6-10 октября 2014 г., Москва, стр. P1-05.
- Рогожин А.Е., Мяконьких А.В., Соснина А.Ю., Руденко К.В., Плазменная in situ обработка в H2 и NH3 в технологии формирования затворного стека на основе PEALD, VII Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии, 3 - 7 cентября 2014, Плёс, с. 274.
- G. Alymov, V. Vyurkov, V. Ryzhii, and D. Svintsov. Improved switching in graphene bilayer tunnel transistors enabled by van Hove singularities, Proc. 21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS’2015), July 26-31, 2015, Sendai, Japan.
- V. Vyurkov, D. Svintsov, A. Pilgun, V. Borzdov, and A. Orlikovsky. Terahertz generation in nanowires. The 3rd Russia–Japan–USA Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies, "RJUS TeraTech-2014", June 17-21, 2014, University at Buffalo, NY, USA, Book of Abstracts.
- V. Vyurkov, D. Svintsov, A. Orlikovsky, V. Ryzhii, and T. Otsuji, "Tunnel graphene field-effect transistor," ISGD: International Symposium on Graphene Devices, OC-07, Soleil, France, Nov. 5-9,2012.
- S. Filippov, V. Vyurkov, and A. Orlikovsky. Quantum computing on silicon-on-insulator structure. VII Workshop of the European Network on Silicon on Insulator technologies (EUROSOI-2011), January 17-19 2011, Granada, Spain, Conference Proceedings, pp. 101-102.