Важнейшие результаты (Page 6)

Гамма-резонансная спектроскопия наномагнетиков

Предложен и реализован подход для анализа гамма-резонансных спектров и кривых намагничивания магнитных наночастиц в рамках единой модели магнитной динамики ансамбля однодоменных частиц, который широко используется для диагностики магнитных наноматериалов


A.M.Afanas’ev, M.A.Chuev, J.Hesse. Relaxation Mossbauer spectra under rf magnetic field excitation. Phys. Rev. B56 (1997) 5489-5499.

A.M.Afanas’ev, M.A.Chuev, J.Hesse. Relaxation-stimulated resonances in Mossbauer spectra under rf  magnetic field excitation. J. Phys.: Cond. Matter 12 (2000) 623-635.

M.A.Chuev, J.Hesse.Non-Equilibrium Magnetism of Single-Domain Particles for Characterization of Magnetic Nanomaterials.In “Magnetic properties of solids” (ed. K. B. Tamayo). New York: Nova Science Publishers, 2009., pp.1-104.

М.А.Чуев. Многоуровневая релаксационная модель для описания мессбауэровских спектров наночастиц в магнитном поле. ЖЭТФ 141 (2012) 698-722.

Разработка методики прецизионной нанобиодиагностики на основе мессбауэровской спектроскопии  (ФТИАН и НИЦ «Курчатовский Институт»)

БиораспределениеРазработка методики прецизионной нанобиодиагностики на основе мессбауэровской спектроскопии  (ФТИАН и НИЦ «Курчатовский Институт»)

Селезенка мыши

Разработка методики прецизионной нанобиодиагностики на основе мессбауэровской спектроскопии  (ФТИАН и НИЦ «Курчатовский Институт»)

Ферритин (присутствие в организме)

Биодеградация

Разработка методики прецизионной нанобиодиагностики на основе мессбауэровской спектроскопии  (ФТИАН и НИЦ «Курчатовский Институт»)

Вводимые в организм наночастицы окислов Fe


М.А.Чуев. О механизме температурной эволюции «симметричной» магнитнойсверхтонкой структуры мессбауэровских спектров магнитных наночастицквадрупольному дублету линий. ПисьмавЖЭТФ 2011, Т.94, Вып.4, С.312-317.

M.A.Chuev. Multi-level relaxation model for describing the Mössbauer spectra of single-domain particles in the presence of quadrupolar hyperfine interaction. J. Phys.: Condens. Matter 2011, V.23, No.426003 (11pp).

М.А.Чуев. Эффективный метод анализа сверхтонкой структуры гамма-резонансных спектров с использованием профиля Фойта. Доклады АН 2011, Т.438, Вып.6, С.747-751.

Усиление экваториального эффекта Керра в наноразмерных структурах

Обнаружено явление относительного изменение интенсивности отраженного света (l=632 нм) в магнитном поле 80 Э для тонкопленочных магнитных структур (порядка 10 нм), нанесенных на перфорированную пленку алюминия посредством анодирования. Обнаруженное явление интерпретируется в рамках теории поверхностного плазмон-поляритона и может использоваться при разработке информационных устройств нового поколения.

Перфорированная пленка алюминия толщиной 600 нм


Ваганова Е.И., Мироненко А.А., Папорков В.А., Рудь Н.А., Рудый А.С., Проказников А.В. Усиление фотоэлектрического отклика наноструктурированием поверхности, Микроэлектроника, 2011, т. 40, № 1, с. 36-44.

Проказников А. В., Можаев А. В., Маковийчук М. И., Разработка программного комплекса для исследования трехмерного динамического моделирования формирования кластеров, Двенадцатая международная научно-практическая конференция «Современные Информационные и Электронные Технологии» (СИЭТ-2011), 2011, Украина, г. Одесса, т. 1, с.35.

Солнечные элементы с высокой эффективностью

В сотрудничестве с Болонским университетом (Италия) проводятся исследования с целью увеличения эффективности солнечных элементов за счет применения нанотехнологий. Ведется разработка солнечных элементов на основе массива кремниевых, а также ZnO/CdTe-нанопроволок. В этой работе создан программный комплекс точного решения уравнений Максвелла в средах с большой пространственной неоднородностью диэлектрической проницаемости.


  1. Semenikhin ; M. Zanuccoli ; C. Fiegna ; V. Vyurkov ; E. Sangiorgi,Computationally efficient method for optical simulation of solar cells and their applications»// Proc. SPIE v. 8700, International, p. 870012-1.
  2. Zanuccoli, C. Fiegna, A. Kaminski-Cachopo, J. Michallon, E. Sangiorgi, I. Semenihin, V. Vyurkov«Numerical Simulation of Vertical Silicon Based Heterojunction Solar Cells»,  3nd International conference Silicon PV 2013, Hamelin, Germany, March 25-27, 2013.
  3. Zanuccoli, J. Michallon, I. Semenikhin, A. Cachopo, E. Sangiorgi, C. Fiegna,«Optical simulation of ZnO/CdTe and c-Si/a-Si vertical nanowires solar cells», 14th International Conference on ULTIMATE INTEGRATION ON SILICON (ULIS-2013), March 19-21, 2013, University of Warwick, UK

 

Память на самоформирующихся проводящих наноструктурах

Предложена энергонезависимая электрически перепрограммируемая память на самоформирующихся проводящих наноструктурах, основанная на явлении электроформовки в открытых «сэндвич»-МДМ-структурах. Проводящая среда (слой, обогащённый Si) образуется на поверхности свободного торца плёнки диэлектрика (SiO2) в высоком электрическом поле за счёт деструкции молекул SiO2 под действием потока электронов. Информация кодируется величиной туннельного тока через изолирующий зазор шириной h между катодом и проводящей средой (наноструктурой). h может изменяться в диапазоне нескольких нанометров путём приложения к МДМ-структуре импульсов напряжения определённой длительности и амплитуды, большей порогового значения Uth ≈ 3 В. Неразрушающее считывание обеспечивается измерением тока при напряжениях, меньше порогового. Разработаны, изготовлены и испытаны 4 варианта конструкции элемента памяти, последний из которых обладает уникальным сочетанием технических характеристик (см. ниже).

Память на самоформирующихся проводящих наноструктурах
Схематическое изображение открытой «сэндвич»-МДМ-структуры после электроформовки: 1 – край верхнего электрода из вольфрама; 2 – слой SiO2 (толщина d=15 – 25 нм); 3 – свободный торец SiO2 (изолирующая щель); 4 – нижний электрод из нитрида титана; 5 – проводящая среда (наноструктура); 6 – изолирующий зазор переменной ширины h.

Основные характеристики памяти

Высокая радиационная стойкость: допустимая накопленная доза составляет более 1 Мрад. Высокая термическая стойкость: информация в матрицах сохраняется при температурах более 200 ºС. Высокое быстродействие: время записи информации в ячейку может составлять порядка 10 нс. Простота и высокая надёжность считывания информации: отношение токов высоко- и низкопроводящего состояний может составлять 103 – 105. Согласованность с кремниевой технологией: при изготовлении матрицы памяти используются только процессы стандартной кремниевой технологии, поэтому, а) матрица памяти может быть относительно легко изготовлена на одном чипе со схемами управления; б) для изготовления запоминающего устройства могут быть использованы стандартное технологическое оборудование. Потенциально высокая плотность записи информации: собственно элемент памяти реально является наноструктурой и занимает площадь 10 – 100 нм2.


Мордвинцев В. М., Кудрявцев С. Е., Левин В. Л. Электроформовка как процесс самоформирования проводящих наноструктур для элементов энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 1-2. С. 174-182.

Мордвинцев В. М., Кудрявцев С. Е. Исследование электрических характеристик элементов памяти на самоформирующихся проводящих наноструктурах в виде открытой «сэндвич»-структуры TiNSiO2W // Микроэлектроника. 2013. Т. 42. № 2. С. 93-104.

 

Исследование и разработка элементов памяти на базе эффекта переключения проводимости

Исследование и разработка элементов памяти на базе эффекта переключения проводимостиИсследование и разработка элементов памяти на базе эффекта переключения проводимости Исследование и разработка элементов памяти на базе эффекта переключения проводимости


Орликовский А.А., Бердников А.Е., Мироненко А.А., Попов А.А., Черномордик В.Д., Перминов А.В. Способ формирования обладающего эффектом переключения проводимости диэлектрического слоя //. Патент РФ на изобретение № 2449416 от 27 апреля 2012 г.

A.E.Berdnikov, S.V.Vasilev, A.A.Mironenko, A.A.Popov, A.V.Perminov, V.D.Chernomordick, V.N.GusevIncorporationingrowfilmpreviouslyproducednanosizeparticlesduringlowfrequency PECVD Bookofabstract. II International Conference on Modern Problems in Physics of Surfaces and Nanostructures (ICMPSN-2012), 23-25 May, 2012, Yaroslavl, Russia.Poster P3-14, p.142.

Разработка исследовательского проекта мультиархитектурной вычислительной суперсистемы

На основе предложенных концепций построения неоднородных вычислительных суперсистем разработан исследовательский проект мультиархитектурной вычислительной суперсистемы. В ее состав входит вычислительная подсистема, объединяющая большое число процессоров и подсистем, ориентированных на различные формы параллелизма. Эти формы параллелизма на аппаратном уровне отражаются не только на архитектуре и системе команд процессоров, но и на структуре всех уровней памяти, подсистемы ввода-вывода и средств межузлового обмена. Взаимная адаптация аппаратуры и программ обеспечивает более высокую эффективность и стимулирует создание новых вычислительных методов и моделей параллельного программирования. В состав системы также входят мониторно-моделирующая подсистема, периферийная подсистема и набор функционально-специализированных сетей, обеспечивающих пересылку данных, взаимодействие программ и управление вычислительными процессами.

Разработка исследовательского проекта мультиархитектурной вычислительной суперсистемы

Митропольский Ю.И. Концепции построения неоднородных вычислительных суперсистем // Сборник   “Распределенная обработка информации”. Труды Пятого Международного семинара. Новосибирск: Институт физики полупроводников СО РАН. 1995. С. 42 – 46.

Митропольский Ю.И. Мультиархитектурная вычислительная суперсистема // Труды Первой Всероссийской научной конференции “Методы и средства обработки информации”. М.: МГУ. 2003. С. 131 – 136.

Митропольский Ю.И. Развитие технологии, архитектуры и методов проектирования высокопроизводительных вычислительных систем // Труды Физико-технологического института РАН / Гл. ред. А.А. Орликовский, ФТИАН, М.: Наука, Т. 21, 2011, С. 31-55.

Митропольский Ю.И. Развитие концепции построения мультиархитектурных вычислительных систем // Многопроцессорные вычислительные и управляющие системы (МВУС-2009) // Материалы Международной научно-технической конференции. Т.1. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009, С. 100-103.

Разработка многомодульной масштабируемой основной машины

Одной из целей исследований является многократное повышение производительности унипроцессора, выполняющего одну программу. Так унипроцессором является многомодульный масштабируемый процессор. Он является основой построения многомодульной масштабируемой основной машины, предназначенной для выполнения прикладных программ. В состав процессора входят модули скалярной и адресной обработки (МСА) и векторной обработки (МВО). Последниепрограммно, логически и топологически могут быть объединены в цепочку. Если программа содержит сложные векторные функции или наборы связанных между собой векторных вычислений, то длина цепочки векторных операций, выполняемых параллельно, может достигать десятков. Число модулей в машине может достигать тысячи, что соответствует получению нескольких тысяч результатов в такт. В состав машины также входят модуль диспетчерского управления (МДУ), оперативная память и сеть объединения модулей.

Разработка многомодульной масштабируемой основной машины

Митропольский Ю. И. Мультиконвейерныйунипроцессор // Сборник  “Вычислительные машины с нетрадиционной архитектурой. Супер ВМ”. Выпуск 5. Неоднородные вычислительные суперсистемы. М.: ИВВС РАН. 1997. С. 50 – 64.

Митропольский Ю.И. Архитектура мультиконвейерного модульного  масштабируемого унипроцессора //   Труды Шестого Международного семинара  “Распределенная обработка информации”. Новосибирск: Институт физики полупроводников СО РАН. 1998. С. 30 – 34.

Митропольский Ю.И. Проект многоуровневой масштабируемой мультиархитектурной вычислительной системы // Труды Четвертой международной конференции РАСО ‘2008 “Параллельные вычисления и задачи управления”, 27-29 октября 2008 г., Москва, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова.

Сетевая структура мультиархитектурной вычислительной системы

Сетевая структура мультиархитектурной вычислительной системы основана на построении сети памяти, межузловой сети, сети управления и диагностической сети. Сеть памяти, имеющая иерархическую структуру, включает средства обмена между устройствами памяти различных уровней, в том числе обменно-редактирующие машины, обеспечивающие программно-управляемую адресацию данных. Сеть межузлового обмена, имеющая горизонтальную структуру, включает сетевые машины в вычислительных узлах и многомерную систему коммутации и обеспечивает взаимодействие параллельных программ. Сеть управления, входящая в составмониторно-моделирующей подсистемы, состоит из управляющих машин, имеющихся во всех вычислительных узлах, мультикомпьютерах и других структурных образованиях системы.

Сетевая структура мультиархитектурной вычислительной системыСетевая структура мультиархитектурной вычислительной системы

 


Митропольский  Ю.И. Принципы построения сетевой структуры мультиархитектурной вычислительной системы //Суперкомпьютерные технологии: разработка, программирование, применение (СКТ -2010)// Материалы Международной научно-технической конференции. Т.1. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010, С. 136-140.