Кафедра технологии материалов электроники

Научная деятельность

Научно-исследовательская работа кафедры технологии материалов электроники (ТМЭ) ведется по широкому спектру вопросов технологии, физики и физической химии материалов электроники и радиотехники в макро-, микро- и наноразмерном исполнении (в виде объемных моно- и поликристаллов, микро- и наноразмерных пленок, микропроводов, нанопорошков, наночастиц и сложных композитов на их основе). Это — моно- и поликристаллические ферриты всех типов и марок, двойные и тройные полупроводниковые соединения, многокомпонентные аморфные магнетики, нанокомпозиты на основе полимеров, металлов и полупроводников, углеродные наноматериалы.

Кроме материалов и технологий их получения научная работа кафедры ТМЭ ведется также по таким приборным направлениям, как «Интеллектуальные сенсоры», «Светодиоды», «Суперконденсаторы».

Учебно-научные лаборатории кафедры
  • Лаборатория технологии материалов электроники.
  • Лаборатория физики магнитных материалов.
  • Лаборатория СВЧ-методов исследования магнитных материалов.
  • Лаборатория синтеза углеродных наноматериалов.
  • Лаборатория лазерной обработки наноматериалов.
  • Лаборатория синтеза микро- и наноразмерных пленок и покрытий.
  • Лаборатория мёссбауэровской спектроскопии.
  • Лаборатория наноматериалов.
  • Лаборатория материалов оптоэлектроники.

В рамках кафедры ТМЭ эффективно функционирует научная лаборатория интеллектуальных сервисных систем (ЛИСС), зав. лаборатории д.ф.-м.н. Труханов А.В., н. рук. д.ф.-м. н., проф. Костишин В.Г.

На кафедре работают 5 докторов наук-профессоров, 1 доктор наук без ученого звания, 13 кандидатов наук-доцентов, 1 кандидат наук без ученого звания, 3 ассистента без ученой степени, 3 учебных мастера.

На кафедре обучаются 18 аспирантов.

На кафедре сформировались основные научные направления
  • Макро-, микро- и наноразмерные ферриты, композиты на их основе и технологии их получения (д.ф.-м.н. проф. Костишин В.Г. (н. рук. ), д.ф.-м.н. Труханов А.В., доц., к.т.н. Исаев И.М., к.ф.-м.н. Труханов С.В., к.ф.-м.н., доц. Морченко А.Т., к.т.н., доц. Миронович А.Ю., к.т.н., доц. Тимофеев А.В., ассис. асп. Скорлупин Г.А., асп. Сысоев М.А., асп. Токин Г.М.).
  • Функциональные магнитные микро- и нанопровода для сенсорики, смарт-материалов и биомедицины (д.ф.-м.н., проф. Панина Л.В. (н. рук.), к.ф.-м.н., доц. Морченко А.Т., ассис. асп. Хайретдинова Д.Р., асп. Акунья П.А.).
  • Радиопоглощающие и радиоэкранирующие магнитные композиты на основе ферритов и FeNiCo-сплавов (д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г. (н. рук. ), д.ф.-м.н. Труханов А.В., доц., к.т.н. Исаев И.М., д.т.н., проф. Кожитов Л.В. (н. рук.), к.ф.-м.н. Труханов С.В., к.ф.-м.н., доц. Морченко А.Т., к.т.н., доц. Бибиков С.Б., к.т.н. доц. Муратов Д.Г., зав. уч. лаборатории Астахов А.В., асп. Скибо Б.М.).
  • Анизотропные пластины и пленки гексаферритов для СВЧ-электроники мм-диапазона длин волн и терагерцовой спектроскопии (д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г. (н. рук.), к.т.н., доц. Миронович А.Ю., ассис. асп. Скорлупин Г.А., асп. Сысоев М.А., асп. Токин Г.М.).
  • Композиционные наноматериалы на основе полимеров, металлов и полупроводников и металлоуглеродные нанокомпозиты (д.т.н., проф. Кожитов Л.В. (н. рук.), д.т.н., проф. Козлов В.В. (н. рук.), к.т.н. доц. Муратов Д.Г., асп. Ситнов М.А.).
  • Композиционные материалы на основе ферромагнитного MnAs (MnSb, Mn2Sb и др.) и полупроводниковых соединений системы АIIBV, где A = Zn, Cd; B = As для перспективных устройств спинтроники (д.х.н., проф. Маренкин С.Ф. (н. рук. ), асп. Нечушкин С.Б.).
  • Мультиферроидные и магнитоэлектрические эффекты в магнитодиэлектриках и композитах (д.ф.-м.н. Труханов А.В. (н. рук. ), к.ф.-м.н. Труханов С.В., к.ф.-м.н, вед. эксперт Турченко В.А., к.ф.-м.н., доц. Морченко А.Т., д.ф.-м.н. проф. Панина Л.В., д.ф.-м.н. проф. Костишин В.Г., зав. уч. лаборатории Астахов А.В.).
  • Мёссбауэровская спектроскопия (к.х.н., доц. Дедушено С.К.).
  • Высокочувствительные миниатюрные интеллектуальные датчики слабых магнитных полей на базе аморфных магнитных микро- и нанопроводов (д.ф.-м.н., проф. Панина Л.В. (н. рук.), к.т.н., доц. Юданов Н.А., ассис. асп. Хайретдинова Д.Р., асп. Акунья П.А.).
  • Материалы для автономных источников энергии (д.т.н., проф. Кожитов Л.В. (н. рук.), к.т.н. доц. Муратов Д.Г., асп. Зорин А.В.).
  • Атомносиловая и магнитосиловая микроскопия поверхности магнитных материалов (к.т.н., доц. Тимофеев А.В.).
  • Светодиоды и материалы для их получения (к.ф.-м.н., доц. Рабинович О.И.).
  • Разработка технологических процессов напыления металлических, полупроводниковых и диэлектрических пленок и покрытий в вакууме различными методами (к.т.н., доц. Сергиенко А.А., к.т.н., доц. Курочка А.С.).
  • Исследование особенностей ионно-электронной эмиссии с поверхности металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов в процессе их ионно-лучевого травления (к.т.н., доц. Сергиенко А.А., к.т.н., доц. Курочка А.С.).

    • Прорывное научно-образовательное направление кафедры ТМЭ: «Материалы и технологии магнитоэлектроники, спинтроники и магноники».

    Целый ряд указанных научных направлений поддержаны грантами РНФ, ФЦП и хоздоговорными проектами.

  • Совместно с ФГУП АО «НПП «Исток им. Шокина» (г. Фрязино Моск. обл.) разработана технология получения гексагональных поликристаллических ферритов с высокой степенью магнитной текстуры для подложек микрополосковых приборов СВЧ-электроники мм-диапазона.
  • Разработаны и защищены патентами и ноу-хау энергоэффективные технологии получения методом радиационно-термического спекания (получено 9 патентов и 8 ноу-хау):
    • изотропных и анизотропных поликристаллических гексаферритов бария для постоянных магнитов и активных сред СВЧ-электроники;
    • железо-иттриевых ферритов-гранатов;
    • марганец-цинковых, никель-цинковых и магний-цинковых ферритов-шпинелей.

  • Разработаны и защищены патентами радиопоглощающие ферриты, а также радиопоглощающие композиты на их основе и технологии их получения (получено 10 патентов и 4 ноу-хау).

  • Разработана экономичная безэховая камера (патент РФ № 2447551), обладающая по сравнению с типовыми более эффективным радиопоглощением в диапазоне 30 МГц — 1,0 ГГц при стоимости ниже в 1,5-2,0 раза.

  • Разработаны технологии и синтезированы нанокомпозиты Fe3C/C, Co/C,Ni/C, FeNi3/C, FeCo/C, NiCo/C, FeCoNi/C. Указанные нанокомпозиты могут найти широкое применение в качестве активных сред электровакуумных усилителей СВЧ-диапазона, нагрузок в волноводных трактах, эфффективных радиопоглощающих и радиоэкранирующих покрытий.

  • Разработан целый ряд новых полимерных наноматериалов под действием ИК-нагрева.

  • Разработаны способы получения катодных сплавов Pd5Ba и Pt5Ba, а также эффективных катодов на их основе для мощных электровакуумных приборов СВЧ-электроники (получены 4 патента на разработки).

  • Методом мёссбауэровской спектроскопии изучена магнитная структура ряда оксидных магнетиков и их фазовый состав в зависимости от технологии получения.

  • Разработаны аналитические и численные методы для определения эффективного сечения рассеяния композитных магнитоплазмонных нано- и микрочастиц для оценки их фототермических свойств. Была исследована фототермическая эффективность следующих частиц: золотое ядро диаметром до 20 нм, окруженное суперпарамагнитными наночастицами CoFe2O4, микротрубки из никеля с золотым покрытием толщиной 50 нм и слоевые микродиски типа Fe/Au/Fe и Au/Fe/Au с толщинами слоев от 20 до 50 нм. Численное моделирование показывает, что наличие магнитного слоя или магнитной наночастицы сдвигает частоту плазмонного резонанса в золоте и нелинейно увеличивает сечение экстинкции при длине волны порядка ~800 нм (соответствует окну прозрачности тканей). При этом концентрационно-зависимое фототермическое исследование демонстрирует повышение температуры на 4-8,2 К и эффективность фототермического преобразования от 27 до 51 % для 100 мкг/мл водного раствора соответствующих частиц при воздействии лазерного излучения мощностью 0,5 Вт на длине волны 815 нм. Таким образом, разработанные частицы имеют потенциал для фототермического воздействия на раковые клети. Теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментом.

  • Разработаны макеты и демонстратор работы электротепловой противообледенительной системы (ЭТПОС) для летательных аппаратов на основе нагревательных элементов, использующих в качестве резистивного материала ферромагнитные микропровода и обладающих низкими массогабаритными показателями. Проведены эксперименты по проверке энергоэффективности ЭТПОС и построению электрической и теплофизической моделей функционирования системы.

  • Изучены фазовые превращения в аморфных микропроводах в процессе их направленной кристаллизации с целью управляемой модификации свойств (от магнитомягкого к магнитожесткому поведению).

  • Исследовано влияние механических напряжений и отжига на магнитную структуру и магнитоимпеданс аморфных CoFeSiBCr-микропроводов, как основы для построения дистанционных датчиков механических напряжений и температуры и встроенных систем для контроля (мониторинга) напряженно-деформированного состояния конструкций.

  • Изучен энергетический спектр кислородных вакансий в эпитаксиальных феррит-гранатовых пленках (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 и его изменение под воздействием ионизирующих излучений.

  • Разработан оригинальный метод синтеза тонких пленок магнитомягкого ферромагнетика MnSb путем послойного вакуумно-термического напыления нанослоев слоев Mn и Sb с
    последующим температурным отжигом в условиях высокого вакуума. Метод универсален и позволяющий синтезировать пленки других соединений, сушественно понижая температуру синтеза за счст высокой нано слоев.

  • Впервые, синтезированы композиты системы ферромагнетик MnSb — полупроводник GaSb. Показано, что композит эвтектического состава, полученный в режиме закалки, обладает спиновой поляризацией .

  • На тонких композитных пленках Cd3As2 создана спин поляризованная структура, обладающая высокой чувствительностью к магнитному полю.

  • Разработана методика синтеза Ме-замещенных металлорганических каркасов на основе кобальта и 2-метилимидазола со структурой ZIF-67, где Ме — Ni, Mn. Синтез проводился в водной среде методом химического осаждения из раствора компонентов, с дополнительным стимулированием ультразвуком. Для синтеза МОК использовалась система, состоящая из органического линкера 2-метилимидазола (2-MeIM) (производство «НОВОХИМ»), гексагидрата нитрата кобальта (Co(NO3)2∙6H2O), гексагидрата нитрата никеля (II) (Ni(NO3)2·6H2O), тетрагидрата хлорида марганца (MnCl2∙4H2O). Замещение производилось путем замены части нитрата кобальта в реакционном растворе на другие соли металлов в соотношениях Co:Mn либо Co:Ni — 95:5, 90:10, 80:20, 70:30, 50:50. Полученные МОК представляют собой твердый, темно-фиолетовый осадок, нерастворимый в воде, щелочной среде и этаноле.

  • Установлена природа высококоэрцитивного состояния в эпитаксиальных пленках (YBi)3(FeGa)5O12, выращенных на подложках Gd3Ga5O12 и (GdCa)3(GaMgZr)5O12.

  • Разработаны и защищены патентами методы модификации эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок разных составов и приборов на их основе (получено более 20 патентов).

  • Изучено влияние электретного состояния на физические свойства и эксплуатационные параметры эпитаксиальных пленок ферритов-гранатов разных составов.

  • Разработан метод, электрическая схема и узел регистрации вторичных электронов, на который получен патент. Проведены измерения тока вторичных электронов при ионно-лучевом травлении различных материалов: металлов, полупроводников и диэлектриков. Экспериментально определены зависимости тока вторичных электронов от ширины запрещенной зоны Eg и высоты потенциального барьера (сродства к электрону) χ полупроводниковых материалов Ge, Si, GaAs, GaP, SiC. Разработана математическая модель ионно-электронной эмиссии с поверхности различных материалов в условиях ионно-лучевого травления.

АО «НПП «Исток им. Шокина» закупило у НИТУ МИСИС в декабре 2020 г. лицензию на использование 8 (восьми) патентов, являющихся разработками кафедры ТМЭ (лицензионный договор №ЛД-19.219-2019 от 09.12.2019 г.: № № 2615562; 2614005; 2611814; 2614171; 2637705; 2637703; 2638069; 2615192).

Защиты

За последние 10 лет (с 2016-го по 2025-й годы) сотрудниками кафедры ТМЭ защищены 1 докторская и 27 кандидатских диссертаций.

  • Докторские диссертации: Панина Л.В. (2016 г.).

  • Кандидатские диссертации: Зорин С.М. (2016 г.), Якушко Е.В. (2016 г.), Юданов Н.А. (2016 г.), Адамцов А.Ю. (2017 г.), Мельников А.А. (2017 г.), Исаев И.М. (2017 г.), Комлев А.С. (2018 г.), Тимофеев А.В. (2018 г.), Салем Мохамед Мостафа (2018), Степушкин М.В. (2019), Джумазода Абдукарим (2019), Неъматов Максудшо Гайратович (2019), Вергазов Р.М. (2019), Хашим Хишам М.А. (2020), Казарян Тигран М. (2021), Дарвиш Мустафа Адел А.Э. (2021), Элхули Абделмонеим Ибрагим Мансуб (2022), Алам Саед Али Джунаид (2022), Беклемишева А.В.(2022), Миронович А.Ю. (2022), Шакирзянов Р.И. (2023), Евстигнеева С.А. (2023), Хассан Мохаммед Асран (2024), Аль-Онаизан Мохаммад Хассан Али (2024), Пушкин Д.Б. (2025), Джалолиддинзода Мухаммадюсуф (2025), Аль-Хафаджи Хусам Имад (2025).

Награды

  1. Золотая медаль ХIV Московского международного Салона изобретений и инновационный технологий «АРХИМЕД-2011» за разработку «Радиопоглощающий феррит» (патент РФ № 2447551, авторы Костишин В.Г., Кожитов Л.В., Вергазов Р.М., Андреев В.Г., Морченко А.Т.).

  2. Золотая медаль XIV Международного форума и выставки «Высокие технологии ХХI века» за проект «Способ получения нанокомпозита FeNi3/пиролизованный полиакрилонитрил» (Кожитов Л.В., Козлов В.В., Муратов Д.Г., Якушко Е В.).

  3. Золотая медаль московского международного cалона изобретений и инновационный технологий «Архимед-2016» за разработку «Измерительный магнитоэллипсометрический комплекс для определения оптических, магнитных и геометрических параметров магнитных гетероструктур (патенты РФ №№ 2539828, 2549843 и 2544276, авторы Панина Л.В., Юданов Н.А., Морченко А.Т., Костишин В.Г., Читанов Д.Н., Комлев А.С.).

  4. Серебряная медаль и диплом XXV Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2022» за разработку «Радиопоглощающий феррит» (Патент РФ № 2759859, авторы: Исаев И.М., Костишин В.Г., Коровушкин В.В., Шакирзянов Р.И., Тимофеев А.В., Миронович А.Ю., Салогуб Д.В.).

Планирование исследований кафедры на ближайшие годы предполагает дальнейшее активное развитие существующих научных направлений.

Основные проекты НИР

  • Государственный контракт № П953 (тема № 7219201) «Разработка перспективных наноструктурных ферритовых материалов и комбинированных поглотителей электромагнитного излучения для оборудования безэховых камер и сверхширокополосных радиотехнических систем» (шифр «НК-591П») 2010-2012 г. (н. рук. д.ф.-м.н., доц. Костишин В.Г.).

  • Опытно-конструкторская работа «Разработка технологии изготовления исходных порошков и режимов спекания специальных конструкционных материалов», шифр «Защита-МИСИС» 2012 г. (н. рук. д.ф.-м.н., доц. Костишин В.Г.).

  • Государственный контракт № 11.519.11.4026 (тема № 7219202) «Разработка нового класса наноразмерных материалов на основе пленочных магнитных электретов и мультиферроиков для сверхплотной магнитной и магнитооптической записи информации» 2012 — 2013 г. (н. рук. д.ф.-м.н., доц. Костишин В.Г.).

  • Государственный контракт № 14.513.11.0054 (тема № 7219204) «Разработка научно-технических основ высокоэффективной радиационно-термической технологии получения магнитомягкой ферритовой керамики для радиоэлектроники, приборостроения и радиопоглощающих покрытий» 2013 г. (н. рук. д.ф.-м.н., доц. Костишин В.Г.).

  • Опытно-конструкторская работа «Разработка технологии создания катодных материалов на основе щелочноземельных и редкоземельных металлов для мощных электровакуумных СВЧ-приборов», шифр «Электровакуум-МИСИС» 2013 — 2015 г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Опытно-конструкторская работа «Проведение аналитических исследований факторов, влияющих на эксплуатационные характеристики теплоотводящих оснований из композиционных материалов», шифр «Легкость-МИСИС» 2014 — 2015 г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Государственное задание на выполнение НИР № 11.2502.2014/К от 10.06.2014 (тема № 3219022) «Разработка и получение на основе гексагональных ферритов М-типа высокотемпературных мультиферроиков для устройств сенсорики, магнитной памяти и спинтроники» 2014 — 2016 г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Соглашение о предоставлении субсидии № 14.575.21.0030 от 27.02.2014 г. (тема № 3219201) «Разработка составов и технологии изготовления поликристаллических гексаферритов с целью создания СВЧ развязывающих ферритовых устройств коротковолновой части см и мм диапазона длин волн в микрополосковом исполнении» 2014-2016 г.г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Проект № 19-19-00694
    «Разработка ферритовых композиционных материалов как эффективных сред для радиопоглощения и интенсивных магнитоэлектрических эффектов» (Российский научный фонд), 2019-2021 гг. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Проект К7-2022-053 «Создание эффективных радиопоглощающих композитов на основе полимерной электроактивной матрицы и ферритового наполнителя» (конкурс предложений эффективных кафедр НИТУ МИСИС в рамках страт. программы академического лидерства «Приоритет-2030»). 2022 г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Проект 24-13-00268
    «Разработка научных основ технологии получения толстых магнитных пленок гексагональных ферритов бария и стронция с высокой степенью магнитной текстуры для приборов СВЧ-электроники мм-длин волн и терагерцовой спектроскопии» (Российский научный фонд). 2024- 2026 г.г. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Костишин В.Г.).

  • Государственный контракт № 14.513.11.0015 «Разработка неразрушающего in situ контроля многослойных магнитных наноструктур с полупроводниковыми и диэлектрическими прослойками посредством эллипсометрических, магнитооптических, индуктивных и магниторезистивных измерений» по конкурсу в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2013 годы», Выполнение научно-исследовательских работ по лоту: «Разработка новых управляемых методов контроля магнитных наноструктур с немагнитными прослойками». 2013 г. (н. рук. к.ф.м.-н., проф. Панина Л.В.)

  • Грант РФФИ (договор № НК 13-03-01316\13 от 28.03.2013 г.) на выполнение работ «Разработка физических и технологических основ создания перспективных композиционных радиопоглощающих и экранирующих материалов и покрытий на основе упорядоченных магнетиков». 2013-2015 г.г. (н. рук. к.ф.-м.н., доц. Подгорная С.В.)

  • Грант РФФИ 18-58-53059\18. In situ характеризация многофункциональных композитов, содержащих ферромагнитные микроволокна, с использованием микроволновых методов. 01.01.2018 — 31.12.2018. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Панина Л.В.)

  • Грант РФФИ 17-32-50179\17. Влияние частичной упорядоченной кристаллизации на процессы перемагничивания и магнитострикцию в ферромагнитных микропров. 30.01.2018 — 30.07.2018. (н. рук. д.ф.-м.н., проф. Панина Л.В.)

  • Хоздоговор № 157 от 15.06.2017 г. Разработка технологии получения дисперсных нанокомпозитов Ag/C, эффективных в качестве сорбентов для утилизации газообразных радиоактивных соединений йода. 01.01.2018 — 31.12.2018 (н. рук. д.т.н., проф. Кожитов Л.В.).

Композитные материалы с электромагнитными функциональными свойствами и методы их характеризации (Поддержан грантом РФФИ18-58-53059/18 совместно с NSFC No. 51750110493)

Наш сайт использует файлы cookie.
Мы не идентифицируем вас, а улучшаем работу сайта.
Оставаясь, вы даете согласие на обработку файлов cookie.