Оптические регистрирующие среды на основе полупроводниковых M(TI)S-структур с тунельно-тонким диэлектриком (TI) (22.08.2011)

Автор: Кашерининов Петр Георгиевич

КАШЕРИНИНОВ Петр Георгиевич

Оптические регистрирующие среды на основе полупроводниковых M(TI)S-структур с тунельно-тонким диэлектриком (TI).

01.04.10- физика полупроводников

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург

2011г.

Работа выполнена в учреждении Российской академии наук в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук,

профессор Юрий .Михайлович.Таиров

ЛЭТИ им.В.И.Ленина

Доктор физико-математических наук

профессор Рубен Павлович Сейсян

ФТИ им.А.Ф.Иоффе,

Доктор физико-математических наук,

Профессор Дмитрий Анатолиевич Фирсов

СПбГПУ.С.-Петербург

Ведущая организация –Балтийский Государственный Технический Университет ”Военмех”, Санкт-Петербург.

Защита состоится “20 “октября 2011г. на заседании диссертационного совета Д 002.205.02 учреждения Российской академии наук Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, 194021,Санкт-Петербург,Политехническая ул.,26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ им. А.Ф. Иоффе

Автореферат разослан “ “ 2011г

Отзывы об автореферате в двух экземплярах, заверенных печатью, просьба высылать по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор физико-математических наук Л.М. Сорокин

Общая характеристика работы

Актуальность темы: Оптические регистрирующие среды являются основой новых быстро развивающихся направлений науки и техники таких как: оптоэлектроника, робототехника, оптическая обработка информации, системы технического зрения, системы искусственного интеллекта, оптические компьютеры, системы навигации и т.д.

Регистрирующая среда это твердотельное устройство, способное быстро переносить оптическую информацию с одного светового потока на другой, усиливать изображение по яркости, преобразовывать их по спектру и когерентности, выполнять операции вычитания, дифференцирования и т. д. [1,2]. Для того чтобы перенести информацию с одного светового потока на другой, необходима оптическая среда, например, материал, свойства пропускания которого зависят от интенсивности записывающего светового потока или импульса. Светоуправляемые оптические логические элементы на базе этих регистрирующих сред представляют собой устройства, в которых один световой поток или импульс непосредственно управляет параметрами другого светового потока без промежуточного преобразования в электрический сигнал и обратно. В настоящее время используются два основных принципа функционирования оптических регистрирующих сред на полупроводниковых структурах:

1) за счет перераспределения напряженности электрического поля под действием записывающего света в двухслойных структурах на электрооптических кристаллах (модуляторы света на MIS-структурах типа ”PROM” и модуляторы света на двухслойных структурах: фотопроводник-жидких кристаллах и структурах МДП-ЖК (MIS-LC) [3]),

2) за счет изменения характеристик среды под действием записывающего света, например, коэффициентов его преломления или поглощения (эффект оптической бистабильности) [5-13].

Эти принципы функционирования регистрирующих сред используются в оптической обработке информации уже в течение нескольких десятков лет, при этом постоянно совершенствуются параметры регистрирующих сред, функционирующих на основе этих принципов, увеличивается быстродействие светоуправляемых оптических приборов, реализуемых на их основе. В настоящее время наибольшее быстродействие регистрирующих сред достигнуто на двухслойных структурах МДП-ЖК и составляет 102-103 цикл/с [6-14 ].В то же время современной технике (системам технического зрения, искусственного интеллекта, оптических компьютеров и т.д.) необходимы устройства для обработки изображений с быстродействием на несколько порядков выше (до 106 цикл/с). Работы по совершенствованию параметров известных регистрирующих сред и разработке новых типов быстрых оптических регистрирующих сред интенсивно проводятся в мире. Для резкого увеличения быстродействия необходимы регистрирующие среды нового типа, работающие на принципах, отличных от используемых в настоящее время.

Целью работы является:

1–разработка новых физических принципов быстрой записи изображений на зарядах свободных фотоносителей в полупроводниковых структурах с быстродействием до 106цикл/с.

2-разработка конструкции и технологии полупроводниковых структур для оптических регистрирующих сред, работающих на этих принципах на основе МIS-структур с тонким наноразмерным слоем диэлектрика (TI) толщиной 2-5 нм, (M(TI)S-структурах) с быстродействием до 106цикл/с.

3-разработка на базе регистрирующих сред на M(TI)S-структурах новых типов быстрых светоуправляемых приборов для (ВОЛС) и систем обработки изображений с быстродействием до 106цикл/с:

-фотонные ключи для (ВОЛС) и цифровых оптических вычислителей

на n-p(TI)M-структурах на кристаллах (CdTe, GaAs),

-фотодетекторы с оптически управляемой областью


загрузка...