Разработка способа копирования Si-решеток с блеском и исследование дифракционной эффективности реплик в рентгеновской области спектра

Название НИОКТР	Разработка способа копирования Si-решеток с блеском и исследование дифракционной эффективности реплик в рентгеновской области спектра
Аннотация	Существует два способа достижения сверхвысокого спектрального разрешения и одновременно высокой дифракционной эффективности в коротковолновом диапазоне: использовать дифракцию высоких порядков эшелле со средней плотностью штрихов или использовать дифракцию первых порядков высокочастотных решеток. Из-за нерешенной проблемы удаления Si-выступов, получающихся на штрихах при травлении, которую нашей группе удалось решить, аналогичные иностранные исследования сосредоточились на разработке решеток с блеском с малыми и сверхмалыми периодами. Однако, изготовление качественных мастер-решеток большого размера с любой частотой штрихов по-прежнему представляет собой сложную научно-техническую задачу. Для обеспечения возможности получения дифракционных решеток с одинаковыми параметрами, а также решеток большой площади (например, для космических телескопов) необходимо иметь эффективный способ копирования кремниевых решеток. Применение копий приведет к экономии средств при изготовлении любого оптоэлектронного прибора, который включает в себя одну решетку, несколько решеток или их массивы – если копии будут столь же высокого качества, что и оригинал. Сегодня в России существует технология копирования с использованием полиэфирных смол, разработанная в середине прошлого века для реплицирования грубых нарезных дифракционных решеток. Для копирования объектов с размерами в нанодиапазоне используется так называемое контактное копирование (nano-imprinting), основанная на впечатывании шаблона в мягкую полимерную пленку с последующим ее термическим или УФ отверждением. Реплицированные 3D нанообъекты могут быть использованы как конечные структуры или для изготовления многоразового штампа. Как показывают исследования, даже последние технологии контактного нанокопирования решеток обеспечивают невысокую точность передачи/переноса формы штрихов мастера из-за скругления углов, изменения угла блеска и/или глубины штриха, искривления отражающей грани и увеличения шероховатости отражающей поверхности. Предлагаемый в проекте способ нанокопирования, благодаря его простоте и универсальности, подходит для тиражирования не только дифракционных решеток с глубиной штрихов в нанодиапазоне, но и отдельных наноструктурированных элементов оптоэлектроники или их массивов. Для реализации технологии нанокопирования у группы имеется научный задел и соответствующее оборудование. В качестве исходных мастер-решеток будут использованы ранее изготовленные Si-эшелле с различными периодами и углами блеска 1°–4°. Вместо копирования профиля в полимерный материал с использованием дорогостоящего и недоступного в настоящее время западного оборудования будет осуществлен точный перенос структуры штрихов методом, не вызывающим изменения размеров и формы профиля штриха как в процессе нанесения материала, так и после окончания процесса. Сначала методом вакуумного напыления на покрытую антиадгезивом поверхность мастера будет нанесен тонкий слой неорганического материала, затем методом восстановления из раствора будет осажден слой неорганического материала толщиной несколько микрометров для планаризации оборотной поверхности копии, которая будет приклеена к подложке. Приклеенная к подложке копия решетки будет механически отделена от мастер-решетки по разделительному слою. Это обеспечит высокоточную передачу профиля штриха, отсутствие искажений формы профиля, неизменность средних значений угла блеска и глубины штриха, сохранение гладкости и плоскостности поверхности отражающей грани. Планируется приобрести/изготовить оборудование для переноса рисунка в неорганический материал с соответствующим контролем необходимых параметров для разрабатываемого способа нанокопирования. Точность переноса профиля штриха, влияющая на дифракционную эффективность, будет исследована как с помощью микроскопических измерений, так и путем моделирования с учетом реалистичного профиля штрихов и измерений дифракционной эффективности, в т.ч. на источнике синхротронного излучения.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	21000.0
Дата начала	2025-05-28
Дата окончания	2027-12-31
Номер контракта	25-12-00139
Дата контракта	2025-05-28
Количество отчетов	3
УДК	538.97-405
Количество просмотров	5
Руководитель работы	Горай Леонид Иванович
Руководитель организации	Семенов Александр Анатольевич
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ЛЭТИ" ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)"
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	—
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-07-14 15:18:44 UTC, 2025-07-14 15:18:44 UTC
ОКПД	Нет
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	атомно-силовая микроскопия; рентгеновское излучение; дифракционная решетка с блеском; рельефная Si-решетка; отпечаток штрихов; копирование наноструктур; форма профиля штриха; шероховатость поверхности; МР–ЭУФ дифракционная эффективность
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	29.19.25 - Взаимодействие проникающего излучения с твердыми телами
OECD	—
OESR	Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
Приоритеты научно-технического развития	е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
Регистрационные номера	ikrbs: {'card_list': [{'id': '98LK42M9PDIENAT3HF4NCF7Q'}]}