Kukushkin, Sergei Arsenievich

Kukushkin Sergei Arsenievich
Syntymäaika 9. maaliskuuta 1954 (68-vuotiaana)( 1954-03-09 )
Syntymäpaikka Leningrad
Maa Neuvostoliiton Venäjä
Tieteellinen ala фазовые переходы , тонкие плёнки , гетероструктуры
Työpaikka IPMash RAS , SPbAU RAS
Alma mater Institute of Technology
Akateeminen tutkinto Fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtori  (1992)
Akateeminen titteli professori  (1996)
Palkinnot ja palkinnot
Venäjän tiedeakatemian palkinto. P.A. Rebinder (2010)
Pietarin hallituksen palkinto. A.F. Ioff (2014)
Venäjän federaation arvostettu tiedetyöntekijä (2016)
Venäjän federaation arvoisat tiedetyöntekijät

Sergei Arsenievich Kukushkin (s . 9. maaliskuuta 1954 , Leningrad , Neuvostoliitto [1] ) on venäläinen fyysikko ja kemisti , ensimmäisen asteen faasisiirtymien, ohutkalvojen ja nanorakenteiden kasvun kineettisen teorian asiantuntija, valtionpalkinnon saaja. hiilimonoksidin (hiilimonoksidin) ja piipinnan topokemiallisen reaktion löytämiseen, selittämiseen ja tuotannon toteuttamiseen korvaavien atomien endotaksisen ( kemoepitaksiaalisen ) itsekokoamisen periaatteen mukaisesti piikarbidin nanokalvon muodostamisen avulla [2 ] [3] , josta voi tulla integroitujen piirien perusta , joka täydentää tai korvaa piitä [4] [5] [6] .

Elämäkerta

Vanhemmat

Isä - Arseniy Ivanovich Kukushkin (1924-2012) - geologisten ja mineralogisten tieteiden kandidaatti [7] , työskennellyt VSEGEI :ssä vuodesta 1957, toisen maailmansodan veteraani  - palveli Kronstadtin MOR KBF : n vartioosastossa , mitali " Puolustusvoimalle " Leningradista " [8] .

Isänkodin kokoelmassa oli triaskaudelta peräisin oleva puufossiili [3] , jossa orgaaniset aineet korvattiin kokonaan epäorgaanisilla mineraaleilla häiritsemättä alkuperäistä kudosrakennetta , johti Kukushkinin ajatukseen samanlaisen periaatteen käytöstä. atomien substituutio kiinteän olomuodon kemiassa [4] .

Äiti - Margarita Kukushkina (1925-2007) - historiatieteiden tohtori [9] , kuuluisa arkeografi - lähteiden tutkija [10] , johtaja. Neuvostoliiton tiedeakatemian käsikirjoitusten ja harvinaisten kirjojen osasto 1970-1986, vastuuhenkilö. toim. Radzivilovin kronikan faksikopio .

Koulutus, tieteellinen ja pedagoginen toiminta

Vuonna 1977 hän valmistui Leningradin Red Banner Institute of Chemical Technology -instituutista [1] .

Vuonna 1982 hän puolusti väitöskirjaansa kiinteän olomuodon fysiikan alalla [11] Harkovin polyteknisessä instituutissa metallien ja puolijohteiden fysiikan laitoksella (vuoteen 1982 asti metallifysiikan laitos).

Vuonna 1991 hän puolusti väitöskirjaansa [12] A.F. Ioffen Physical-Technical Institutessa .

Sen jälkeen hän johti Venäjän tiedeakatemian äskettäin perustetun konetekniikan instituutin laboratoriota "Rakenteelliset ja faasimuutokset kondensoidussa aineessa" [1] .

Vuonna 2005 hän kehitti ja patentoi menetelmän piikarbidikalvon valmistamiseksi hehkuttamalla huokoista hiiltä piipinnalla [13] .

Vuonna 2008 hän julkaisi ja patentoi uuden menetelmän piikarbidikalvon valmistamiseksi piin reaktiossa hiilimonoksidin kanssa [14] .

Vuonna 2012 hän julkaisi teoksen, jossa galliumnitridi - LED tuotettiin ensimmäisen kerran piille, jossa oli piikarbidipuskurikerros [ 15] .

IPMash RAS:n lisäksi hän työskentelee SPbAU RAS :ssa , jossa hän on vuodesta 2010 lähtien kehittänyt ja opettanut luentokurssia "Vaihesiirtymät" [16] , ja hänellä on myös sidosryhmiä SPbPU , ITMO .

Соучредитель ООО «Новые кремниевые технологии», получившей грант Сколково [17] , а также курирую [18] курирую .

Järjestänyt kansainvälisiä konferensseja nukleaatiosta : NPT98, NPT2002, MGCTF'19 - joista viimeinen oli omistettu V. V. Slezovin [19] [20]  - opettajan ja kirjoittajan [21] - muistolle .

Vuodesta 2020 lähtien hän on kirjoittanut noin 500 tieteellistä artikkelia, joiden H- indeksi on 22 [22] [23] , sekä yli 20 patenttia [24] .

Piikarbidin lujuus, lämmönjohtavuus, käyttölämpötilat ja kaistaväli on vähintään 2 kertaa suurempi kuin piillä [25] , mikä tekee siitä mikroelektroniikan suositellun puolijohdepohjan . Sillä on myös säteilynkestävyys, mikä mahdollistaa sovellukset avaruus- ja ydinteollisuudessa [26] . Optoelektroniikassa piikarbidi on parempi kuin safiiri korkealaatuisten alumiininitridi- ja galliumnitridikiteiden kasvattamiseen [25] , josta japanilaiset saivat vuoden 2014 fysiikan Nobelin palkinnon .

Silicon Valleylle ei kuitenkaan ole löydetty piikarbidiin perustuvaa analogia , koska ensinnäkin sitä esiintyy harvoin luonnossa puhtaassa muodossaan ja toiseksi sitä ei voida saada kiteisessä muodossa tavanomaisella Czochralski-menetelmällä sulatuksesta , koska piikarbidi korkeissa lämpötiloissa ei sula, vaan sublimoituu kiinteästä aggregaatiosta . Monopoli piikarbidin ja siihen perustuvien LEDien markkinoilla on edelleen amerikkalainen yritys Cree , joka toteuttaa massakiteiden tuotantoteknologiaa, jonka Yu. M. Tairov on kehittänyt Neuvostoliitossa LETI :ssä [27] .

Kuitenkaan kalliita bulkkikiteitä ei tarvita, jos on mahdollista saada piikarbidikalvo piin päälle, joka ei kustannuksiltaan paljoa ylitä itse piikiekon hintaa. Tyypillisesti kiteisiä kalvoja saadaan erilaisilla epitaksimenetelmillä , toisin sanoen kerroskerroksella levittämällä substraatin pinnalle . Kalvon ja substraatin kiderakenteiden välinen ero johtaa kuitenkin halkeamien ja siirtymien muodostumiseen kalvoon . Vuotovirtojen aiheuttamat sijoitukset ovat kriittisiä puolijohteiden ominaisuuksille .

Tämä ongelma voidaan ratkaista muilla kalvonvalmistusmenetelmillä, kuten endotaksialla / kemoepitaksialla (substraatin pinnalta muodostuu kalvo kerrostuneen aineen reaktion seurauksena) ja työvoimavaltaisemmalla pendeoepitaksialla ( kertymä kalvoista, joissa on silta nanopaalujen yli tai kastumattomista naamioista, jotka on levitetty alustalle).

SiC-kalvon saaminen Si:n reaktiossa CO:n kanssa

S. A. Kukushkinin mukaan [4] reaktion löytö tehtiin melkein vahingossa. Pakkomielteinen ajatus tarpeesta yhdistää pii Si ja hiili C niiden yhteishehkutuksen avulla tyhjiöuunissa syntyi huolimatta selvästä ymmärryksestä, että 1000–1250 °C:n lämpötiloissa näiden aineiden välillä ei tapahdu kemiallista reaktiota eikä diffuusiota. pitäisi tapahtua. Kaikesta huolimatta SiC-kerros muodostui kuitenkin Si-pinnalle kokeellisen hehkutuksen seurauksena. Kuten kävi ilmi, uunissa oli huono tyhjiö, ja ilma happi O hapetti hiilen hiilimonoksidiksi CO, joka reagoi hyvin piin kanssa [2] [14] :

(Lämpötila 1100-1300°C, CO-kaasun paine 70-700Pa)

Tämä reaktio johtuu siitä tosiasiasta, että O-atomit kuljettavat mukanaan puolet pinnan lähellä olevista Si-atomeista muodostaen tyhjiä paikkoja kidehilassa , johon C-atomit sitten upotetaan muodostaen yksikiteisen SiC-kalvon, jonka paksuus on ~150 nm. Tämä prosessi on ei-triviaali, ja sen määrää kiteen upotettujen pistevikojen vuorovaikutus , joka kide on metastabiilissa tilassa ennen sen kiteytymistä kalvoksi. Kun kalvo muodostetaan alkuperäisestä alustarakenteesta , se alkaa kutistua, koska atomien välinen etäisyys SiC:ssä on 20 % pienempi kuin SiC:ssä, ja koska piikarbidikerros on paljon vahvempi kuin Si, tämä puristus ei johtaa kalvon virheisiin (kuten monomolekulaaristen kerrosten asteittaisen kasvun tapauksessa standardinmukaisella heteroepitaksialla ), mutta piin repeämiseen kalvon alla ja sen alle muodostuu huokosia. Vapaasti riippuva kalvo onteloiden päällä, kuten silta paalujen päällä , vapautetaan muodonmuutoksista, jotka johtuvat kalvon ja alustan kidehilojen välisestä epäsopista, ja vaimentaa myös puoliksi komposiittilevyn jäähtyessä tapahtuvia muodonmuutoksia . materiaalien lämpölaajenemiskertoimet . Siten pendeoepitaksilla keinotekoisesti saatu kvalitatiivinen tulos esiintyy luonnollisesti tällä kemoepitaksialla - kalvo- substraattijärjestelmä itse yrittää välttää rajan sitoutumista muodostumisen aikana.

Palkinnot ja palkinnot

Monografiat ja arvostelut

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 S. A. Kukushkinin elämäkerta IPME RAS:n verkkosivuilla
  2. ↑ 1 2 3 S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, N.A. Feoktistov. Piikarbidin epitaksiaalisten kalvojen synteesi menetelmällä atomien substituutio piikidehilassa  // FTT : Journal. - 2014. - T. 56 (8) . - S. 1457 .
  3. ↑ 1 2 3 S.A. Kukushkin, A. V. Osipov. SiC:n kasvun teoria ja käytäntö Si:llä ja sen sovellukset laajarakoisille puolijohdekalvoille  // J. Phys  . D: Appl. Phys. : päiväkirja. - 2014. - Vol. 47 . — P. 313001 .
  4. ↑ 1 2 3 S. A. Kukushkin "Pietari" -kanavan tiede-ohjelmassa "Matrix of Science"
  5. ↑ Haastattelu prof. S.A. Kukushkin. Nanorakenteiden  itsekokoamisesta nanomoottoriin (neopr.)  // Russian Nanotechnologies. - 2008. - V. 11-12 . - S. 46 . Arkistoitu alkuperäisestä 18. elokuuta 2016.
  6. ↑ A. Polishchuk. Piikarbidiin perustuvat puolijohdelaitteet — tehoelektroniikan nykyisyys ja tulevaisuus  // Komponentit ja tekniikat: lehti. - 2004. - T. 8 . - S. 40 .
  7. ↑ Kukushkin A.I. Pohjois-Karjalan Ylä-Pulong-järvialueen gneissikompleksi: geologia, petrologia, kehityshistoria, tutkimusmetodologia: väitöskirja ... geologian ja mineralogian kandidaatti  : [ rus. ] . - Leningrad, 1973. - 243 s.
  8. ↑ A. I. Kukushkin museokompleksin "Muistin tie" verkkosivuilla
  9. ↑ Kukushkina M.V. Venäjän pohjoisen luostarikirjastot XVI-XVII vuosisadalla. : esseitä kirjakulttuurin historiasta: väitöskirja ... Historiatieteiden tohtori  : [ rus. ] . - Leningrad, 1975. - 472 s.
  10. ↑ Tieteelliset luennot, jotka on omistettu M.V.:n 95-vuotispäivälle. Kukushkina "Puoli vuosisataa käsikirjoitusten joukossa ja käsikirjoituksissa: M.V. Kukushkin Tiedeakatemian kirjastossa" . Haettu: 10. maaliskuuta 2021.
  11. ↑ Kukushkin S. A. Diffuusiomassan siirto saarikalvoissa: esimerkkinä yhdisteistä A⁴B⁶, A²B⁶, A²B⁶:n hapetus: väitöskirja ... fysiikan ja matemaattisten tieteiden kandidaatti  : [ rus. ] . - Leningrad, 1982. - 152 s.
  12. ↑ Kukushkin S. A. Evoluutioprosessit hajaantuneiden hiukkasten ryhmissä kiinteiden aineiden pinnalla: Myöhäinen vaihe: väitöskirja ... fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori  : [ rus. ] . - Leningrad, 1991. - 407 s.
  13. ↑ S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, S.K. Gordeev, S.B. Korchagin. Menetelmä piikarbidin epätasapainoiseen heteroepitaksiaan piillä  // Kirjeet ZhTF:lle : Journal. - 2005. - T. 31 (20) . - S. 6 .
  14. ↑ 1 2 S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. Uusi menetelmä piikarbidin kiinteän faasin epitaksia piille: malli ja kokeilu  // Letters to ZhTF : Journal. - 2008. - T. 50 (7) . - S. 1188 .
  15. ↑ S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, S.G. Zhukov, E.E. Zavarin, V.V. Lundin, M.A. Sinitsyn, M.M. Rožavskaja, A.F. Tsatsulnikov, S.I. Troshkov, N.A. Feoktistov. LED-pohjainen III-nitridit piisubstraatilla, jossa on piikarbidin epitaksiaalinen nanokerros  // Letters to ZhTF : Journal. - 2012. - T. 38 (6) . - S. 90 .
  16. ↑ 1 2 Kukushkin S.A. SPbAU RAS im. Zh.I. Alferov . Haettu: 10. maaliskuuta 2021.
  17. ↑ Yritys on jäsenenä Composite Cluster of St. Petersburgissa (pääsemätön linkki) . Haettu 16. heinäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 17. syyskuuta 2016. 
  18. ↑ Pietarin tiede- ja koulutussäätiö (pääsemätön linkki) . 
  19. ↑ L.N. Davydov, S.A. Kukushkin. Kansainvälinen konferenssi "Ydinmuodostuksen, kiteiden ja ohutkalvojen kasvun mekanismit ja epälineaariset ongelmat", omistettu erinomaisen teoreettisen fyysikon, professori V.V. Slyozova  (englanti)  // Solid State Physics. - 2019. - Vol. 61 , iss. 12 . - s. 2269 . — ISSN 0367-3294 . doi : 10.21883 /ftt.2019.12.48531.01ks .
  20. ↑ MGCTF'19-konferenssisivusto . Haettu: 10. maaliskuuta 2021.
  21. ↑ 1 2 S.A. Kukushkin, V.V. Kyyneleet. Dispergoidut järjestelmät kiinteiden aineiden pinnalle (evolutionaarinen lähestymistapa): mekanismit ohuiden kalvojen muodostumiseen . - Pietari: Nauka, 1996. - 304 s.
  22. ↑ Kukushkin S.A. Corps of Natural Science Experts -sivustolla . Haettu: 10. maaliskuuta 2021.
  23. ↑ Julkaisut S.A. Kukushkin, mukana RSCI:ssä osoitteessa elibrary.ru . Haettu: 10. maaliskuuta 2021.
  24. ↑ Список патентов Кукушкина С. А. в поисковом сервисе Яндекс.Патенты .
  25. ↑ 12 S.A. _ Kukushkin, AV Osipov, VN Bessolov, BK Medvedev, VK Nevolin, KA Tcarik. Substraatit galliumnitridin epitaksialle: uudet materiaalit ja tekniikat  //  Advanced Materials Sciencen arvostelut: aikakauslehti. - 2008. - Voi. 17 . — s. 1 .
  26. ↑ Sellin PJ, Vaitkus J. Uusia materiaaleja säteilykova puolijohdeilmaisimiin   // Ydininstrumentit ja menetelmät fysiikan tutkimuksessa A : päiväkirja. - 2006. - Voi. 557 . - s. 479 .
  27. ↑ O. Ruban. Amerikka on osoittanut, että voimme. Creen, jonka avainteknologialla on neuvostojuuret, erinomaiset menestykset osoittavat, että innovaatioillamme voidaan kasvattaa maailman huipputeknologian johtajia  // Asiantuntija: aikakauslehti. - 2006. - T. 45 . - S. 56 .
  28. ↑ Rebinder-palkinnon voittajat RAS:n verkkosivuilla
  29. ↑ Pietarin 2014 voittajat Pietarin hallinnon verkkosivuilla
  30. ↑ Venäjän federaation presidentin asetus 4. heinäkuuta 2016 nro 320 Venäjän presidentin verkkosivuilla