Д.Г.Есаев, А.П.Савченко, В.В.Шашкин, В.Н.Овсюк

Изготовлены и исследованы фотоприемные структуры на основе многослойных структур с квантовыми ямами чувствительные одновременно в двух спектральных диапазонах 3-5 и 8-12 мкм.

Рис. 1. Спектральная чувствительность двухцветных фотоприемных матриц.

Структуры изготовлены методом MOC гидридной эпитаксии и представляют собой выращенные на подложке GaAs последовательно в одном технологическом цикле две серии многослойных структур, чувствительных в разных спектральных интервалах и заключенных в обкладки высоколегированного GaAs n-типа для приложения электрического поля. Обе серии содержит по 30 периодов гетероструктур InGaAs/AlGaAs (квантовая яма/барьер) и GaAs/ AlGaAs (квантовая яма/барьер) с соответствующим содержанием индия и алюминия. Между сериями выращен высоколегированный n-слой GaAs (легирующая примесь - кремний с концентрацией 10¹⁸ см^-3), служащий промежуточным контактным слоем. Были изготовлены мезаструктуры с возможностью раздельного приложения электрического поля и независимого изучения каждой из фоточувствительной серии гетероструктур.

Плотность электронов в структуре, чувствительной в длинноволновой области, составляла (5-6)×10¹⁶ см^-3. В структуре, чувствительной в коротковолновой области, плотность электронов составляла (2.5-2.6)×10¹⁷ см^-3.

Спектр фоточувствительности коротковолновой и длинноволновой частей структуры показан на Рис.1. Измерения проводились раздельно на каждой структуре на тестовых элементах. Для приложения напряжения к каждой из структур использовался промежуточный контактный слой. Ввод излучения производился через подложку GaAs, скошенную под углом 45°. Кривые приведены к одному масштабу. Пиковая чувствительность составила 0.015 и 0.41 А/Вт при длине волны 4.8 и 9.2 мкм соответственно.

Ю.Г.Сидоров, В.С.Варавин, М.В.Якушев, В.В.Васильев, А.О.Сусляков

Рис. 1. Тепловое изображение, полученное с помощью фотодиодной матрицы формата 128×128, изготовленной из ГЭС КРТ МЛЭ (К).

Проведены исследования процесса осаждения пленок соединений A₂B₆ на подложках из кремния, которые позволили разработать технологию выращивания эпитаксиальных структур КРТ. Кремний предпочтителен по таким параметрам, как стоимость, размеры пластин, структурное совершенство.

Для создания пленок КРТ на подложках из кремния использован низкотемпературный метод подготовки поверхности подложек из кремния. Обычный метод получения чистой поверхности кремния в установках МЛЭ основан на прогреве подло жек до температур 800° С. Для создания монолитных фотоприемников, на что ориентирована разрабатываемая технология, этот метод не подходит, так как разрушает систему обработки сигнала, сформированную в подложке до осаждения пленки КРТ.

В 2005 году на основе гетероструктур КРТ МЛЭ на подложке из кремния (К) изготовлен матричный фотоприемник с максимумом чувствительности на длине волны 3,83 мкм и получено тепловизионное изображение, показанное на Рис.1.

Полученное тепловизионное изображение свидетельствует, что структуры КРТ МЛЭ (К) дырочного типа проводимости, выращенные на подложках из кремния, соответствуют требованиям предъявляемым к использованию в многоэлементных и матричных ФПУ и обеспечивают высокие фотоэлектрические параметры.

Ю.Г.Сидоров, С.А.Дворецкий, В.С.Варавин, Н.Н.Михайлов, В.В.Васильев, Т.И.Захарьяш

Изготовлены p⁺-n переходы на основе гетероэпитаксиальных структур (ГЭС) КРТ методом имлантации ионов мышьяка и последующего активационного отжига.

Рис. 1. Зависимость сопротивления диодов от напряжения смещения.

Имплантация ионами As⁺ производилась на ускорителе HVE-400 с параметрами: Е=190 кэВ, D=3.10¹⁴cм^-2, j=0,025 мкА/см². Отжиг имплантированных мышьяком образцов проводился в вертикальном реакторе с двумя зонами на грева. На дно реактора наливался слой ртути и давление паров ртути задавалось ее температурой, которая поддерживалась нижним нагревателем. На подставке высотой 25 см устанавливался образец и его температура поддерживалась верхним нагревателем.

Высокотемпературная стадия отжига проводилась при температуре образца 350-360°С и температуре ртути 340- 350°С в течение 2 часов. На этой стадии происходила активация мышьяка, и одновременно в объеме образца генерировались вакансии ртути. Для заполнения вакансий ртути проводилась вторая низкотемпературная стадия отжига при температуре образца 215-225°С и температуре ртути 205-215°С.

После отжига были изготовлены мезадиоды площадью A=4.9×10^-3см². Плотность темнового тока при смещении U=-0.1 В составляла ~ 0.04 А/см². На рисунке представлены типичные зависимости удельного сопротивления от напряжения смещения. Значение произведения R₀A для данных фотодиодов лежало в диапазоне 20÷28 Ом×см². Это значение попадает в интервал лучших достижений для p-n переходов с длинноволновой границей чувствительности 9,7 мкм.

А.Н. Акимов, В.Г. Ерков, А.Э. Климов, Е.Л. Молодцова, С.П. Супрун, В.Н. Шумский

Предложена и рассчитана модель, объясняющая транспорт носителей заряда в пленках Pb_1-xSn_xTe на основе теории токов, ограниченных пространственным зарядом. В модели учтён захват электронов на ловушки и сильная температурная зависимость статической диэлектрической проницаемости Pb_1-xSn_xTe при гелиевых температурах как следствие сегнетоэлектрического фазового перехода вблизи Т=20 К. Показано, что фототок в области фундаментального поглощения определяется дырками. На основе анализа расчетных и экспериментальных характеристик определены концентрация и энергетическое положение центров захвата электронов, которые определяют эффективное время релаксации фотосигнала и высокую фоточувствительность пленок.

Расчетные и экспериментальные вольтамперные характеристики (ВАХ) пленок в темноте и при освещении (Рис. 1) находятся в

Рис. 1. ВАХ пленок в темноте (1) и при освещении (2,3). Кружки и треугольники - эксперимент; сплошные линии - расчет, Т=4,2 К.

хорошем соответствии. На основе построенной модели удалось описать хорошо известный эффект "гашения" фототока импульсом сильного электрического поля. Экспериментально показано, что в сильном электрическом поле и при освещении тип проводимости меняется с дырочного на электронный. В рамках развитых представлений при приложении импульса сильного электрического поля в объем инжектируются электроны, которые рекомбинируют с неравновесными дырками, что и определяет эффект "гашения" фототока.

Обнаружен эффект увеличения тока в пленках Pb_1-xSn_xTe при воздействии субмиллиметрового лазерного излучения с длиной волны 336,8 мкм. Полученные результаты объясняются увеличением низкочастотной диэлектрической проницаемости вследствие возбуждения фотонами субмиллиметрового диапазона длин волн одного или двух поперечных оптических фононов вблизи центра зоны Бриллюэна на ветви, ответственной за сегнетоэлектрический фазовый переход. Это приводит к увеличению ограниченного пространственным зарядом инжекционного тока из контактов без генерации свободных носителей заряда в объеме.

В.Л.Альперович, А.С.Терехов, А.Г.Журавлев, Г.Э.Шайблер

Исследован спектр поверхностных электронных состояний, индуцированных адсорбцией цезия на поверхностях GaAs(100) с различным составом и сверхструктурными реконструкциями. Экспериментально обнаружены и исследованы два новых эффекта, демонстрирующих

Рис. 1. Изгиб зон в зависимости от величины цезиевого покрытия φS(θ)

необычное поведение поверхностных состояний в системе Cs/GaAs. Во-первых, воспроизводимо наблюдалась немонотонная, содержащая несколько максимумов и минимумов зависимость изгиба зон φ_s от величины цезиевого покрытия δ при адсорбции на Ga-стабилизированной поверхности (100)GaAs(4×2)/c(8×2) (кружки на рисунке). Такая "тонкая структура" в зависимости φ_s(θ) ранее не наблюдалась ни для одной системы адсорбат-полупроводник. Во-вторых, в зависимостях φ_S(θ), измеренных при адсорбции цезия (кружки, сплошная линия) и его последующей термодесорбции (треугольники, штриховая линия), наблюдался гистерезис. Эти результаты получены благодаря использованию модифицированной методики спектроскопии фотоотражения и эпитаксиальных структур с тонким нелегированным поверхностным слоем, что обеспечило высокую (по сравнению с другими методами) точность измерения изгиба зон φ_S. Наблюдение "тонкой структуры" зависимости φ_S(θ) свидетельствует, предположительно, о формировании поверхностных электронных состояний, соответствующих различным адсорбционным состояниям цезия на поверхности (100)GaAs(4×2)/c(8×2). Гистерезис зависимостей φ_S(θ) указывает на метастабильность состояний, ответственных за величину изгиба зон. Проведено обсуждение эволюции электронного спектра поверхности Cs/GaAs, начиная от состояний, индуцированных отдельными адатомами при малых q≤0.1 монослоя (MС), до "металлических" состояний при q≥0.5 MС, когда доминирует латеральное взаимодействие между адатомами. В промежуточной области покрытий на электронный спектр существенно влияют как взаимодействие адатомов цезия с GaAs подложкой, так и взаимодействие между адатомами.

А.И.Якимов, А.В.Двуреченский, В.А.Володин, М.Д.Ефремов, А.И.Никифоров, Г.Ю.Михалёв, Е.И.Гацкевич^*, Г.Д.Ивлев^*

Проведена разработка метода импульсной лазерной модификации наноклас- теров Ge (квантовых точек) в Si и изучении электронной структуры квантовых точек, сформированных импульсным лазерным воздействием. Работа направлена на решение проблем однородности распределения размеров квантовых точек, полученных в результате эпитаксии упруго напряженных гетеросистем. Дисперсия размеров неизбежно приводит к разбросу энергетических уровней носителей заряда в массиве квантовых точек, в результате чего дискретный электронный спектр, необходимый для приборных применений наноструктур с квантовыми точками, может трансформироваться в квазинепрерывный с потерей основных преимуществ, обеспечиваемых явлением трехмерного размерного квантования в нульмерных электронных системах. Основная физическая идея заключалась в следующем. В определенных режимах импульсное лазерное воздействие может стимулировать плавление областей германия в кремнии, находящегося в твердой фазе. При этом мелкие нанокластеры Ge будут растворяться в Si, а крупные оставаться, что способствует повышению однородности размеров квантовых точек в ансамбле.

Энергетический спектр дырок в гетероструктурах Ge/Si с самоорганизую- щимися квантовыми точками Ge до и после импульсного лазерного воздействия анализировался на основе измерений температурных и частотных зависимостей высокочастотной проводимости, а также вольт-фарадных характеристик диодов Шоттки. Для контроля элементного состава нанокластеров Ge и механических напряжений в структурах использовалась спектроскопия комбинационного рассеяния света.

Рис. 1. (а) Зависимость энергии активации темпа эмиссии дырок из квантовых точек Ge в валентную зону Si от обратного смещения в кремниевом диоде Шоттки с квантовыми точками. (б) Спектры комбинационного рассеяния света до и после импульсного лазерного воздействия.

Применялись обработки одним и десятью импульсами рубинового лазера (λ=694 нм). В результате проведённых исследований обнаружено, что импульсное лазерное воздействие приводит к заглублению энергетических уровней дырок в нанокластерах Ge относительно края валентной зоны Si и к уменьшению их энергетического разброса (Рис.1а). После обработок 10-ю импульсами дисперсия энергетических уровней, связанная с флуктуацией размеров квантовых точек в ансамбле, уменьшается в 2 раза. При этом ширина пика комбинационного рассеяния света на колебаниях связей Ge-Ge уменьшается в полтора раза (Рис. 1б). Полученные результаты свидетельствуют об увеличении степени однородности параметров квантовых точек в ансамбле после наносекундного лазерного облучения.

В.А.Володин, Е.Б.Горохов, Д.В.Марин, М.Д.Ефремов, А.Г.Черков, С.А.Аржанникова, В.А.Швец, А.Г.Борисов

Исследованы спектры фотолюминесценции (ФЛ) в Ge-квантовых точках, сформированных в слое аморфного GeO₂. Гетерослои Ge:GeO₂ выращены путем конденсации пересыщенных паров монооксида германия (GeO) при одновременном их разложении на Ge и GeO₂. Вариация условий роста позволяет контролируемо изменять размеры кластеров Ge. Наблюдаемый в указанных гетерослоях Ge:GeO₂ сдвиг максимума пика ФЛ в голубую область при уменьшении размеров кластеров германия был объяснен как квантоворазмерный эффект (Рис. 1). Расчеты оптической щели нанокристаллов Ge, учитывающие данный эффект, были проведены на основе модели эффективной массы, сведенной к известному реше нию одномерного уравнения Шрёдингера для квантовой ямы сферической фор мы. Определенные по положению пика ФЛ средние размеры нанокристаллов Ge оказались близкими к величинам, полученным из спектров комбинационного рассеяния и из прямых данных электронной микроскопии. Плёнки Ge:GeO₂ были также исследованы с применением методики спектральной эллипсометрии; получены первые свидетельства влияния квантоворазмерного эффекта на показатель преломления данной гетеросистемы.

Рис. 1. Спектры ФЛ плёнок Ge:GeO2 - от образцов 1- 4 размер кластеров Ge уменьшается.

Таким образом, при комнатной температуре обнаружена фотолюминесцен- ция от нанокристаллов германия, находящихся в окружении диоксида германия, спектр которых смещается в синюю область при уменьшении их размеров в согласии с моделью прямых переходов внутри нанокристаллов. В работе нанокристаллы германия рассматриваются как квантовые точки первого рода.

А.В.Двуреченский, П.Л.Новиков, Ю.Ханг^*, Ж.В.Смагина, В.А.Армбристер, В.Г.Кеслер, А.К.Гутаковский

В последнее время наблюдается повышенный интерес к методам формирования слоев полупроводниковых нанокластеров, встроенных в подзатворный диэлектрик МДП-структур, с точки зрения создания быстродействующих и энергонезависимых элементов памяти. В данной работе развит метод низкоэнергетического ионного воздействия для получения плотных однородных массивов нанокластеров Ge на SiO₂. Энергия ионов выбиралась достаточно низкой, чтобы не вводились дефекты в подложку, но высокой по сравнению с тепловой энергией источника молекулярного пучка. Ионное воздействие способствует образованию зародышей новой фазы, которое невозможно по механизму термической активации при температурах 300-400°C. Благодаря импульсному режиму ионного воздействия зарождение происходит одновременно, что приводит к повышению однородности распределения нанокластеров по размерам. Кроме того, вследствие процесса ионного перемешивания, облегчается трансформация двумерного слоя Ge в массив нанокластеров при относительно низких температурах.

Осаждение Ge на пленки SiO₂ толщиной 4-80 нм производилось в камере сверхвысокого вакуума при различных энергиях ионов, температурах и параметрах импульсного режима. Большинство структур было получено осаждением 15-20 монослоев (МС) Ge, при температурах 300-375°C и энергии Ge+ 100-200 эВ. Импульсы ионного пучка подавались по мере осаждения 3 МС, 4 МС и 5 МС Ge. Для части образцов поверх сформированных наноструктур был нанесен капсулирующий слой кремния. Анализ полученных структур проводился методами электронной микроскопии высокого разрешения (ВРЭМ), электронной спектроскопии для химического анализа (ЭСХА) и атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Спектры ЭСХА содержат пики, соответствующие как GeO2, так и чистому Ge. Из анализа спектров сделан вывод о частичной десорбции германия в процессе осаждения. По-видимому, механизм

Рис. 1. а: ВРЭМ-изображение образца, приготовленного осаждением 20 МС Ge при 375°C на слое SiO₂ толщиной 4 нм. Импульсы облучения Ge+ энергией 200 эВ подавались по мере осаждения 3МС, 4МС and 5МС; б: Распределение нанокластеров по размерам (размер нанокластеров 5+1 нм, их плотность 5.5×10¹¹ см^-2)

десорбции включает образование монооксида германия, слабо связанного с матрицей SiO₂. На АСМ- и ВРЭМ-изображениях структур видны массивы нанокластеров (Рис. 1а). Для капсулированных образцов оценка размеров наночастиц по результатам ВРЭМ дает 5+1 нм, что примерно на 10 нм меньше, чем по АСМ (для некапсулированных сруктур). Различие в размерах связывается с окислением образцов атмосферным воздухом при транспортировке их из ростовой камеры в атомно-силовой микроскоп. Плотность нанокластеров достигает более 5×10¹¹ см^-2 (Рис.1б).

А.В.Чаплик, Л.И.Магарилл

Рассмотрена возможность реализации ситуаций, в которых примесь (дефект) в объёмном кристалле или в низкоразмерной структуре создаёт связанное состояние только для одной проекции спина (точнее для одного из двух имеющихся значений квантового числа, отмечающего спиновое состояние носителя), в то время как частицы с другой проекцией остаются делокализованными. Это должно привести к эффективной сепарации по спину носителей заряда.

Механизмом, приводящим к избирательному по спину поведению системы является спин-орбитальное (СО) взаимодействие. Мы использовали варианты СО взаимодействия, предложенные Рашба для двумерных систем и Дрессельхаузом для объёмных ситуаций. Исследованы случаи локализации двумерных электронов на одномерной дель та-образной примеси, локализация трёхмерных частиц на короткодействующем одномерном потенциале (дельта-легированный слой доноров), а также, двумерных электронов на аксиально-симметричном притягивающем потенциале.

В первых двух случаях показано, что связывание частиц лишь одного спинового состояния возможно при наличии тока в системе, т.е. при нарушении равновесного распределения электронов по импульсу: в случае дельта-"струны" (2D носители) ток должен быть направлен параллельно струне примесей, а в трехмерном случае - параллельно дельта-слою. Возможна также избирательная локализация в асимметричной сэндвич-структуре типа Al_x Ga_1-x/A₃B₅/ Al_y Ga_1-y.

В случае аксиально-симметричной примеси в 2D электронной системе, нижний s-уровень не расщепляется по спину (как и должно быть в отсутствие магнитного поля), а следующий возбуждённый р-уровень испытывает расщепление. Подбором параметров потенциала примеси можно добиться того, чтобы захваченными оказались лишь частицы одной проекции спина на нормаль к плоскости структуры.

Таким образом, выяснены условия, при которых в электрон-примесной системе возникает разделения носителей по спину благодаря спин-орбитальному взаимодействию.

Л.С. Брагинский, М.М. Махмудиан, М.В. Энтин

Рассмотрен одномерный квантовый насос на основе структуры из двух гар- монически колеблющихся потенциальных барьеров или ям, создаваемых напряжением на полевых электродах (Рис. 1). В такой структуре под действием переменного возмущения возникает стационарный ток. Эффект требует пространственной асимметрии системы, которая достигается за счет различия исходной высоты барьеров, различия амплитуды или фазы переменных сигналов. В зависимости от параметров имеется большое разнообразие режимов работы насоса. Показано, что ток как функция импульса Ферми

Рис. 1. Вверху: модель квантового насоса на основе двухбарьерной структуры. Указаны переменные потенциалы, приложенные к полевым электродам. Внизу: зависимость потенциала от координаты.	Рис.2. Пример зависимости стационарного тока (в относительных единицах) от импульса Ферми.

испытывает осцилляции с периодом, соответствующим кратности длины волны падающих, либо возбужденных электронов расстоянию

В.А.Ткаченко, О.А.Ткаченко, З.Д.Квон, А.Л.Асеев

Расчетами и экспериментально изучено наименьшее многотерминальное уcтройство, созданное методами электронной литографии и реактивного ионного травления на основе гетероперехода GaAs/AlGaAs. Обнаружено, что трехконтактная квантовая точка в двумерном электронном газе (промежуток между тремя антиточками под общим затвором) является малым интерференционным транзистором, управляемым добавлением к точке всего нескольких электронов. Квантовая интерференция в этом устройстве проявляется необыкновенным образом, т.е. в зависимости от энергии налетающих баллистических электронов они разворачиваютсяв одном из преимущественных

Рис.1. /ψ(x,y)/². Электронная волна падает слева и имеет разную полную энергию в показанных случаях. Пунктир - границы области обеднения вокруг антиточек. Область между тремя сужениями в двумерном электронном газе имеет размер 100 нм и является треугольной квантовой точкой. Ширины выходов из точки (20-30 нм) слегка различны, как в реальности. Стрелки указывают направление выхода волны из квантовой точки. Возвращение в исходный резервуар сопровождается образованием стоячей волны в сужении 1, в остальных случаях полный коэффициент прохождения близок к единице и через сужение 2(3) идет бегущая волна.

направлений, как показано на Рис.1. Для наглядного представления данного эффекта, по исходным структурным данным была расчитана картина трехмерной электростатики изучаемого устройства, когерентного двумерного транспорта и интерференции электронных волн в треугольной квантовой точке. Для экспериментального обнаружения этого эффекта анализировались коэффициенты кондактанса, полученные из низкотемпературных измерений полного набора четырехтерминальных

Рис.2. Коэффициенты кондактанса квантовой точки, связывающие два контакта (i,j=1,2,3). При некоторых затворных напряжениях электрон из 1-го контакта идет в основном во 2-й (V_g = - 25 мВ), либо в 3-й (V_g=0), либо отражается назад (V_g = - 40 мВ). При этом точка является открытой - электроны свободно проходят из 2-го в 3-й контакт (G₂₃≈2e²/h)

сопротивлений для нескольких номинально оди наковых образцов. Результаты измерений и расчетов находятся в хорошем соответствии. Аналогичный эффект (переключения направления выхода при изменении длины волны) ожидается для волн любой природы (акустических, электромагнитных) в предельно малых слегка асимметричных развилках одномодовых волноводов.

Т.И.Батурина

Экспериментально исследованы структуры, представляющие собой квадратные решётки сверхпроводящих островков (S), встроенных в нормальный металл (N) (период 1 мкм, размер островков 0.8×0.8 мкм²). Cтруктуры изготовлены методом электронной литографии с последующим плазмохимическим травлением некоторых участков исходной плёнки PtSi толщиной 20 нм в заранее заданных местах. Низкотемпературные измерения вольт-амперных характеристик выявили наличие особенностей на вольт-амперных характеристиках, наблюдаемых при напряжениях смещения 2Δ(T)/(en) (Δ(T) - температурная зависимость ширины энергетической щели сверхпроводника, n - целое число), (Рис.1). Анализ результатов показал, что данные особенности невозможно объяснить проявлением субгармонической щелевой структуры (SGS), возникающей в результате многократного андреевского отражения

Рис.1. (a) Зависимости дифференциального сопротивления образца от напряжения смещения, приходящегося на один SNS-переход. (b) Температурная зависимость положения особенностей, отмеченных на рис. (a) символами δ, α, β и γ. Сплошные линии - 2Δ(T)/(en) (Δ(0) = 126 мкВ, T = 0.625 K).

независимо в каждом SNS переходе. Данные результаты указывают на наличие синхронизации андреевского отражения в двумерных решётках SNS переходов. Предложен механизм возникновения SGS в двумерных решётках SNS переходов, включающий процессы прямого и перекрёстного андреевского отражения.

Л.И.Федина, S.A. Song^*, Y.M. Kim^**

Впервые в неравновесных условиях, созданных облучением электронами с энергией 1.25 МэВ в электронном микроскопе ARM1300S с разрешением 1.2Å, обнаружено явление трансформации сплошных напряженных слоев Ge_xSi_1-x в композиционно-упорядоченные по типу (2×N) и (2×2) "квантовые точки" размером 3-7 нм. Необходимым условием формирования "точек" является повышение температуры при облучении Т≥200°C. На Рис.1 а, б представлены при разном увеличении цифровые ВРЭМ изображения точек, полученных при Т=450°С. Видно, что контраст атомных колонок в "точках" периодически усиливается либо в одной, либо по обеим системам плоскостей {111}, что соответствует упорядочению Ge типа (2×N) и (2×2). Компьютерное моделирование упорядоченной структуры "точек" и последующий расчет ВРЭМ изображений показывает, что концентрация атомов Ge в слоях {111} повышается в 1.5-2 раза по сравнению с неупорядоченным твердым раствором. Расчетные ВРЭМ изображения и дифракционные картины (на врезках в Рис.1б) хорошо соответствуют экспериментальным изображениям "точек", что

Рис.1. Цифровые, 20К×20К (а) и 1К×1К (б), ВРЭМ изображения упорядоченных точек Ge_0.22Si_0.78, полученных при in situ облучении электронами с энергией 1.25 МэВ при 450°C. В рамках -расчетные ВРЭМ изображения и дифракционные картины, соответствующие (2×N) (левая пара) и (2×2) (правая пара) упорядочению. Расчетная толщина кристалла 253Å, дефокус (-810Å).

подтверждает возможность появления необычного (2×2) упорядочения, которое ранее не наблюдалось.

С.С.Косолобов, А.В.Латышев, А.Л.Асеев

Методом in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии обнаружен эффект нестабильности распределения атомных ступеней на поверхности кремния (111), вызванный субмонослойной адсорбцией атомов золота при 900-1250°С. Эффект кинетической нестабильности ступеней заключается в серии перестроек регулярно расположенных атомных ступеней (РС) в систему эшелонов ступеней (ЭС) и наоборот по мере увеличения концентрации золота на поверхности. Так при термическом отжиге кристалла при 900°С и направлении тока в сторону верхних террас (после осаждения 0,72МС золота) на поверхности наблюдались следующие последовательные перестройки РС(0) => ЭС(0,72-0,42) => РС(0,42-0,24) => ЭС(0,24-0,07) => РС(0,07-0). В скобках указаны интервалы покрытий золотом в монослоях, внутри которых распределение ступеней было неизменным. При смене направления нагревающего кристалл электрического тока происходила обратимая трансформация РС => ЭС и ЭС => РС при неизменном покрытии золотом. При этом значения критических концентраций золота не изменялись.

Рис.1. Серия ОЭМ-изображений ступенчатой поверхности кремния (111) после осаждения 0,72 МС золота (а) и при последующем изотермическом отжиге при 900°С (б-д).

Предполагается, что трансформации морфологии поверхности кремния при адсорбции золота могут быть вызваны как изменением величины и знака эффективного заряда адатомов кремния, так и изменением свойств поверхности: а именно - изменением вероятности встраивания и выхода адатомов кремния из атомных ступеней за счет декорирования ступеней атомами золота, а также изменением длины миграции адатомов кремния по террасе, насыщенной встроенными атомами золота.

А.К.Гутаковский

Проведен сравнительный анализ двух основных методов измерения локальных искажений решетки по ВРЭМ изображениям: метод "поиска экстремумов", основанный на анализе положений максимумов и минимумов контраста на изображении в реальном пространстве, и метод, использующий анализ

Рис.1. Теоретическое ВРЭМ изображение (а) и фазовые изображения, показывающие изменение межплоскостного расстояния (111) (б) и распределение деформаций Еуу (в, г) в напряженной гетеросистеме Si -Ge_0,01Si_99,9 - Si.

геометрическойфазы в обратном пространстве. Разработаны модели для определения точности визуализации деформационных полей и для измерения дисторсий кристаллической решетки в напряженных сверхрешетках GeSi-Si. Проанализировано влияние поверхностной релаксации в тонкой фольге и артефактов в виде аморфизованных поверхностных слоев на характер распределения деформаций, определяемых с помощью метода геометрической фазы. На Рис.1 показан пример применения метода геометрической фазы для визуализации изменения межплоскостного расстояния (111) (Рис.1б) и деформации Е_уу (Рис.1в) для гетеросистемы Si - Ge_0,01Si_99,9 - Si. Обработка фазовых изображений с использованием пакета программ Digital Micrograph позволяет получать количественную информацию о локальных деформациях в исследуемых объектах. В приведенном примере величина упругой деформации Е_уу в слое твердого раствора составляет примерно 5×10^-5 (Рис.1.г).

Ю.В.Настаушев, Т.А.Гаврилова, Д.В.Щеглов, А.К.Гутаковский, А.В.Латышев, А.Л.Асеев, Ф.Н.Дульцев, О.В.Наумова, В.П.Попов

С использованием метода электронной литографии остросфокусированным пучком электронов (LEO-1430) и плазмохимического травления кремния (MATRIX)разработана технология создания полевых нанотранзисторов на ультратонких КНИ-структурах с квантовыми антиточками с периодом до 100 нм (Рис.1а). Транзисторы на квантовых антиточках позволяют реализовать структуру электронного биллиарда, существенно повышающего эффективность электронного транспорта.

Рис. 1. АСМ-изображение активной области КНИ-нанотранзистора с квантовыми антиточками (период 150 нм), покрытыми нитридом титана (толщиной 8 нм) (а); ПЭМ-изображение поперечного сечения плазменного нитрида титана на кремнии с подслоем SiO₂ (толщиной 3 нм) (б).

В качестве полевого диэлектрика использовались нанослои high-k диэлектрика из нитрида титана на кремнии, который необходим для пассивации наноструктурированной поверхности и увеличения управляемой плотности заряда в канале нанотранзистора. Использован метод азотирования нанослоев металлического титана в ВЧ плазме азота. Исследованы электрофизические характеристики диэлектрического нитрида титана в качестве подзатворного диэлектрика. Методом высокоразрешающей электронной микроскопии (JEM-4000EX) исследована граница разделакремний - нитрид титана при различных длительностях плазменной обработки. Обнаружен подслой двуокиси кремния на границе раздела кремний-нитрид титана толщиной до 3 нм (Рис.2(б)). Толщина подслоя практически не зависит от длительности плазменного азотирования титана.

А.А.Быков, А.К.Бакаров, А.К.Калагин

Впервые исследовано влияние СВЧ излучения в диапазоне частот от 1.2 до 10 ГГц на магнетосопротивление (МС) высокоподвижного двумерного электронного газа (2ДЭГ) в GaAs квантовой яме с AlAs/GaAs сверхрешеточными барьерами. Обнаружено, что под действием

Рис. 1. Зависимость относительного магнито-сопротивления от магнитного поля при различных мощностях.

микроволнового поля в МС 2ДЭГ возникают осцилляции периодичные по магнитному полю. Установлено, что в исследуемом диапазоне частот период обнаруженных осцилляций зависит от мощности СВЧ излучения.

Исследуемые структуры выращивались методом молекулярнолучевой эпитаксии (МЛЭ) на (100) GaAs подложках. Ширина GaAs квантовой ямы составляла 13 нм. В качестве барьеров использовались AlAs/GaAs сверхрешетки второго рода, что позволяло получать высокоподвижный 2ДЭГ с высокой концентрацией. Подвижность 2ДЭГ в исследуемой МЛЭ структуре при температуре жидкого гелия и концентрации 1.3 10¹² см^-2 составляла 106 см²/В с. Измерения проводились при T=4.2 K в магнитных полях до 2 Тл на холловских мостиках, имеющих ширину 50 мкм и расстояние между потенциометрическими выводами 100, 200, 300 и 400 мкм.

Зависимости относительного МС при T=4.2K для частоты СВЧ поля F=1.2 ГГц при различных мощностях P приведены на Рис.1. Нижняя кривая соответствует минимальной величине P, а верхняя - максимальной. Кривые, для наглядности, начиная с нижней кривой, смещены вверх по оси y. Номерами N обозначены максимумы осцилляций.

Ю.Б.Болховитянов, А.С.Дерябин, А.К.Гутаковский, М.А.Ревенко, Л.В.Соколов, С.И.Чикичев

Для приборных структур на кремнии, позволяющих организовать напряженные Si или Ge слои для двумерного электронного или дырочного газа, применяются релаксированные пленки GeSi c долей Ge от 0.3 до 0.6, выращенные на подложках Si. Метод низкотемпературной эпитаксии слоев GeSi позволяет: (а) уменьшить суммарную толщину приборной гетероструктуры в несколько раз и (б) вырастить все слои в едином процессе. Заключается он в том, что перед ростом основного слоя GeSi на подложке Si выращивается низкотемпературный (300 - 400°С) буферный слой Si. Присутствие такого слоя, обогащенного точечными дефектами вакансионного типа, позволяет выращивать слои GeSi со ступенчатым изменением Ge вплоть до 30%. При этом пластически релаксированный слой GeSi по структурным характеристикам сравним с более толстыми слоями GeSi, выращиваемыми с применением градиентных буферных слоев.

Рис.1. Схема гетероструктуры с модуляционно d-легированным Si-каналом (а) и электронно-микроскопическое изображение части поперечного среза (б).

С помощью разработанной методики низкотемпературного роста пластически релаксированных пленок GeSi на подложках кремния были выращены модельные гетероструктуры с напряженным двумерным каналом. Выбранная архитектура δ-легированных гетероструктур SiGe/Si/SiGe с двумерным электронным газом приведена на Рис. 1а. На полученных таким образом структурах проводились измерения методами C-V и Ван-дер-Пау концентрации и подвижности электронов в каналах при различных температурах. Измерения показали, что в δ-слое формируется двумерный электронный газ со слоевой концентрацией электронов 10¹³-10¹⁴ см^-2 и подвижностью 80-30 см²/В×с при 300К. При Т=80К подвижность практически не менялась, что соответствует доминирующему механизму рассеяния на ионизированных примесях в δ-слое и согласуется с данными мировой литературы.

И.Е.Тысченко, В.П.Попов, А.Мисюк

Исследованы структурные и оптические свойства имплантированных большими дозами ионов водорода структур кремний-на-изоляторе, отожженных в широком диапазоне температур при атмосферном давлении и в условиях гидростатического сжатия. Показано, что после отжига при атмосферном давлении имплантированные слои излучают при комнатной температуре слабо интенсивную полосу сине-зеленой фотолюминесценции (ФЛ). В КНИ структурах, отожженных под давлением 6 кбар обнаружено увеличение интенсивности фотолюминесценции в ~40 раз по сравнению с аналогичными образцами объемного Si и формирование системы узких периодических пиков фотолюминесценции в спектральном диапазоне ~500-700 нм (Рис. 1). Обнаружено, что

Рис. 1. Спектры ФЛ при длине волны возбуждающего излучения 337 нм:. а) кремния (4) и КНИ структур (1-3), имплантированных ионами Н⁺, 24 кэВ, дозой 3 10¹⁷ см^-2 после отжига при Та=600°С в течении 5 час под давлением 1 бар (1), 6 кбар (2) и 12 кбар (3, 4); б) КНИ структур после отжига в течение 5 час под давлением 12 кбар при 500 (1), 600 (2,4) и 800°С (3). (4) - после удаления верхнего слоя толщиной 20 нм.

появление тонкой структуры в спектре фотолюминесценции коррелирует с замедлением выхода водорода из имплантированного КНИ слоя, подавлением в нем процесса формирования микропузырей водорода и образованием тонкого приповерхностного аморфного слоя толщиной ~20 нм с резкой границей раздела. В результате, формируется оптический резонатор с зеркалами, образованными границами раздела "кремний-на-изоляторе/воздух" и "кремний-на-изоляторе/ SiO₂", и оптически активным слоем, созданным имплантацией ионов водорода и последующим отжигом.

Полученные данные показывают, что на основе КНИ структур могут быть созданы не только горизонтальные оптические резонаторы волноводного типа, но и вертикальные светоизлучающие структуры.

В.М.Осадчий, В.Я.Принц

Сжатые пленки при отсоединении от подложки гофрируются (Рис. 1). Методами численного моделирования показано, что наногофрированные полупроводниковые пленки обладают ярко выраженными квантовыми свойствами, непроявляющимися в других известных низкоразмерных

Рис. 1. Схематичная иллюстрация наногофрированной структуры.	Рис. 2. Расположение X-долин относительно кристаллографических осей. Направление [001] перпендикулярно плоскости пленки. Сдвиги краев зон Хz долин и Хx,y долин, вызываемые действием изгибной деформации, существенно отличаются.
Рис. 3. а) поперечное сечение гофрированной двухслойной пленки, в верхней пленке 1-растянутые, 2-сжатые области; б) потенциальный рельеф и квантовый уровень в верхней пленке, толщиной 3 нм.

объектах. Показано, что в напряженных InAs гофрированных бипленках толщиной меньше 3 нм и с периодом 40 нм, электронный спектр определяется квантовыми уровнями электронов Х-минимума. Показано, что изгибные деформации пленок значительно сдвигают и расщепляют Х-минимум. Различие сдвигов Х_z и Х_x,y долин (Рис. 2) как в сжатых, так и в растянутых областях пленки (Рис. 3а) приводит к формированию периодичного потенциального рельефа (Рис. 3б), обеспечивающего локализацию волновой функции электрона и созданию квантовых точек.

Д.Б.Третьяков, И.И.Бетеров, И.И.Рябцев

В последнее время заметно возрос интерес к высоковозбужденным (ридберговским) атомам благодаря их возможным применениям в квантовых компьютерах. Это связано с большой энергией взаимодействия между ридберговскими атомами, что важно для выполнения двухкубитовых логических операций и получения перепутанных состояний кубитов на нейтральных атомах. Для перспективной разработки логических элементов квантового компьютера нами были выполнены эксперименты по наблюдению диполь-дипольного взаимодействия между несколькими ридберговскими атомами в плотном пучке атомов Na с концентрацией 2×10¹⁰ см^-3 (Рис.1). Особенностью этих экспериментов является использование двухступенчатой схемы лазерного возбуждения начального ридберговского состояния 37S_1/2 и детектирование диполь-дипольного взаимодействия по уширению спектра микроволнового перехода 37S_1/2 37P_1/2 (Рис.1а).

Рис.1. (а) Схема двухступенчатого лазерного возбуждения состояния 37S в атомах Na. (б) Схема эксперимента по наблюдению диполь-дипольного взаимодействия ридберговских атомов Na в тепловом пучке. Фокусы двух лазерных лучей, возбуждающих ридберговское состояние 37S, пересекаются в малом объеме атомного пучка. (в) Спектр микроволнового перехода 37S_1/2 37P_1/2 , записанный для одного и пяти ридберговских атомов. Для 5 атомов диполь - дипольное взаимодействие приводит к асимметричному уширению спектра на 80 кГц.

Двухступенчатая схема позволила локализовать малый объем атомного пучка размером ~30 мкм в точке пересечения фокусов двух возбуждающих лучей (Рис.1б). На Рис.1в сравниваются экспериментальные записи спектра микроволнового перехода, сделанные при селективной регистрации одного и пяти ридберговских атомов. Для одного атома ширина спектра определялась временем взаимодействия с микроволновым излучением (2 мкс) и полевым уширением в микроволновом поле. Для пяти атомов дополнительно наблюдалось асимметричное уширение спектра на 80 кГц, которое является следствием диполь-дипольного взаимодействия и совпадает с теоретическими оценками для условий эксперимента. Таким образом, в этом эксперименте было впервые зарегистрировано взаимодействие малого числа ридберговских атомов, что подтверждает возможность создания квантовых логических элементов.

И.И.Рябцев, В.Л.Курочкин, А.В.Зверев, А.В.Вершинин, В.К.Овчар, И.Г.Неизвестный

Разработана экспериментальная установка для квантовой криптографии в протяженных оптоволоконных линиях связи. Система предназначена для передачи секретного квантового ключа от передатчика (АЛИСА) к приемнику (БОБ).

Схема установки показана на Рис.1. Короткие оптические импульсы на длине волны 1550 нм генерирует Лазер 1 со стороны БОБ. Они пропускаются в сторону АЛИСА через циркулятор C1 и интерферометр Маха-Цендера, образованный светоделителем СД 50/50, линией задержки ЛЗ и поляризационным светоделителем ПСД. Фазовое кодирование фотонов осуществляется фазовым модулятором ФМ1. Затем фотоны распространяются через квантовый канал, образованный 25 км

Рис.1. Блок-схема квантово-криптографической системы связи на основе передачи данных одиночными фотонами. Алиса - передатчик, Боб - приемник. Короткие оптические импульсы генерируются Лазером 1 и направляются по оптоволокну от Боба к Алисе через интерферометр Маха-Цендера. На стороне Алисы они ослабляются до уровня одиночных фотонов, отражаются от фарадеевского зеркала для компенсации двулучепреломления волокна, и возвращаются Бобу. Для генерации квантового ключа по протоколу ВВ84 применяется фазовое кодирование и декодирование. Лазеры 2 и 3 служат для обмена данными по тому же оптоволокну.

одномодового волокна SMF-28 (Corning). На стороне модуля АЛИСА фотоны отражаются зеркалом Фарадея (ФЗ) для автокомпенсации поляризационных искажений квантового канала, кодируются фазовым модулятором ФМ2, ослабляются до уровня одиночных фотонов с помощью управляемого аттенюатора УА, и посылаются обратно БОБ. Регистрация одиночных фотонов осуществляется с помощью специальных лавинных фотодиодов ЛФД1, ЛФД2 и усилителей А1, А2, при этомдля уменьшения темнового шума фотодиоды охлаждаются с помощью микрохолодильников ТА1, ТА2. Для генерации квантового ключа по протоколу ВВ84 применяется фазовое кодирование и декодирование с помощью фазовых модуляторов ФМ1, ФМ2 и их драйверов U1, U2. Оригинальным моментом установки является предусмотренная возможность открытого обмена данными по квантовому каналу мощными лазерными импульсами на длине волны 1310 нм, а не по параллельному открытому Ethernet каналу связи. Лазеры 2, 3, циркуляторы С2, С3, и смесители длин волн WDM1, WDM2 предназначены для обмена данными на длине волны 1310 нм по оптоволокну квантового канала.

Выполнены первые тестовые эксперименты, которые подтвердили работос- пособность отдельных узлов и установки в целом. Измерена вероятность детектирования одиночных фотонов для ЛФД1 и ЛФД2 (около 16%) при охлаждении фотодиодов до температуры -46°С с помощью трехкаскадных термоэлектрических микрохолодильников. Глубокое охлаждение обеспечивало частоту темнового шума ≤500 с^-1 и вероятность ложных срабатываний ≤2×10^-5 за время стробирующего импульса (2 нс) в гейгеровском режиме. Получены предварительные экспериментальные результаты по квантово-криптографической генерации квантового ключа.

Н.Н.Рубцова

Для формирования фотонного эхо (ФЭ) и затухания свободной поляризации (ЗСП) использована техника штарковского переключения уровней. ФЭ формируется пробным излучением малой интенсивности в присутствии электромагнитной волны высокой интенсивности, поляризованной линейно и ортогонально слабой волне. Эксперименты проведены в молекулярном газе ¹³CH₃F на переходе R(4,3) колебательной полосы 0-1 3 в поле непрерывного CO₂ лазера. Показано теоретически и экспериментально, что сигналы ФЭ и ЗСП существенно зависят от интенсивности сильной волны и могут быть полностью подавлены в пределе её высокой интенсивности.

На рисунке два первых интенсивных сигнала отвечают возбуждающим штарковским импульсам. Более слабый сигнал, возникающий после второго через интервал, равный времени задержки между возбуждающими импульсами, представляет собой фотонное эхо.

Н.В.Фатеев, П.А.Бохан, Д.Э.Закревский

Ранее были показаны преимущества использования изотопа свинца ²⁰⁶Pb в качестве малоактивируемого материала теплоносителя для нового поколения электро-ядерных установок взамен природного свинца. Для обоснования возможности выделения изотопов свинца из долгоживущих состояний фотохимическими методами была разработана и создана установка для измерений абсолютных значений реакций атомов свинца в основном 6p^{2 3}P₀ (GS) и метастабильном 6p^{2 1}D₂ (МS) состояниях с различными молекулами для выбора подходящего реагента и эффективной фотохимической реакции с образованием стабильных продуктов.

Таблица 1

Номер молекулы	Молекула, (химическая формула)	Константа скорости, 3P0 k0 см -3/c	Константа скорости, 1D2 k0 см-3/c
1	Неон (Ne)	<2×10-17
2	Этиловый спирт (С2Н5ОН)	3.3×10-17	(8+6)×10-11
3	Пропан (С3Н8)	3.8×10-17	(5.7+1.1)×10-12
4	Водород (Н2)	4.5×10-17	(0.9+0.2)×10-12
5	Вода (Н2О)	<6×10-17	(6+1.2)×10-12
6	Аммиак (NH3)	6×10-17	(4.4+0.9)×10-12
7	Ацетон (CH3COCH3)	8×10-17	(2+0.4)×10-12
8	Диэтиловый эфир ((C2H5)2O)	9×10-17	(3+0.6)×10-11
9	Шестифтористая сера (SF6)	1.6×10-16	(1.6+0.3)×10-11
10	Углекислый газ (CO2)	2.5×10-16	(3+0.6)×10-12
11	Изобутиловый спирт (С4Н10О)	4.3×10-16	(5.1+1)×10-12
12	Бензол (С6Н6)	5.5×10-16	(2.5+0.5)×10-11
13	Метанол (СН3ОН)	6.6×10-16	(1.3+0.26)×10-11
14	Закись азота (N2O)	10-15	(4.3+0.9)×10-12
15	Амиловый эфир (C7H14O2)	>10-14
16	Кислород (О2)	>10-14
17	Бромид меди (CuBr)	4.5×10-13	(1.9+0.4)×10-9
18	Хлористый метилен (CH2C12)	8.2×10-13	(3.3+0.7)×10-10

Результаты измерений - абсолютные значения констант скоростей химических реакций атомов свинца в основном 6p^{2 3}P₀ и метастабильном 6p^{2 1}D₂ состояни- ях с различными молекулами газа-реагента представлены в Табл.1. На основании этих измерений проведен отбор молекул, обеспечивающих эффективное выжигание возбужденных атомов в потоке - см. Табл.2.

Таблица 2

Молекула, (химическая формула)	Степень выжигания β, (давление газа реагента Тоrr)	Вероятность θ	k1/k2
Закись азота (N2O)	0.19, (0.02)	1	>10
Хлористый метилен (CH2C12)	0.43, (0.0027)	1	>10
Шестифтористая сера (SF6)	0.37, (0.068)	0.71	2.3
Бромид меди (CuBr)	0.7, (0.00045)	0.26	0.35

А.Г.Козлов, А.Н.Удод, С.А. Перепеча, А.А.Щербакова

Данная работа посвящена разработке лабораторной технологии получения тонких полупроводниковых пленок композиционного состава In₂O₃-Ga₂O₃ и исследованию их электрофизических и газочувствительных свойств. Исследуемые нелегированные пленки состава In₂O₃-Ga₂O₃ получали магнетронным напылением из композиционной мишени, содержащей эвтектический сплав индия и галлия (24%In-76%Ga), с последующей термообработкой. В итоге формировались оксидные пленки состава In₂O₃-Ga₂O₃. Основным компонентом пленок являлся оксид галлия (до 76 вес. %).

Изменение структуры пленок In₂O₃-Ga₂O₃ от условий отжига исследовались на сканирующем зондовом микроскопе Solver Pro. Анализ этих изображений показывает, что с повышением температуры отжига размер зерен растет (600°С, 700°С), а затем уменьшается (800°С); при отжиге пленок In-Ga изменяется их неоднородность по толщине - у оксидных пленок она больше, чем у исходных металлических пленок.

Рис.1. Зависимость чувствительности пленок In2O3-Ga2O3 к парам этанола: температура отжига 900°С время от- жига 30 мин; рабочая температура: 1- 400°C; 2-350°C; 3-300°C.

Исследование газочувствительных свойств пленок In₂O₃-Ga₂O₃ проводилось при температурах 300-400°С в присутствии смеси воздуха и детектируемого газа (Рис.1). Чувствительность пленок In₂O₃-Ga₂O₃ определялась как отношение сопротивления пленки в среде без газа (R₀) к сопротивлению пленки в среде с детектируемым газом (R).

Как видно из рисунка, с повышением рабочей температуры от 300°С до 400°С наблюдается увеличение чувствительности пленок к парам этанола. Наибольшую чувствительность нелегированные пленки In₂O₃-Ga₂O₃ имеют к парам этанола и ацетона. Время реагирования пленок на пары этанола и ацетона составляло примерно 30 секунд.

Чувствительность структур к аммиаку и метану была ниже и, соответственно, время реагирования было большим. Для аммиака это время составляло 200 секунд, а для метана порядка 500 секунд. Минимальный порог обнаружения по этанолу и ацетону для пленок In₂O₃-Ga₂O₃ составляет порядка 10 ppm. На основе проведенных исследований тонких полупроводниковых пленок состава In₂O₃-Ga₂O₃ можно сделать вывод о перспективности использования данных пленок для создания газовых сенсоров.

В.Г. Хорошевский

1. Созданы основы параллельного мультипрограммирования. В зависимости от характера поступления задач и их параметров выделяются следующие основные режимы функционирования распределенных ВС:

• решение сложной задачи,
• обработка набора задач,
• обслуживание потока задач.

В общем случае задачи представляются параллельными программами с произвольным числом ветвей. Первый режим является монопрограммным, для решения задачи используются все ресурсы (все ЭМ). При разработке параллельных программ применяется метод крупноблочного распараллеливания. Два последних режима функционирования распределенных ВС относятся к мультипрограммным, здесь множество задач одновременно решается на системе, ее ресурсы разделяются между задачами.

Второй режим организуется тогда, когда набор задач известен априори, и для каждой из них такие параметры как ранг (число параллельных ветвей в программе), время решения и штраф за задержку решения на единицу времени также известны. Разработано семейство алгоритмов для организации (суб)оптимального функционирования распределенных ВС (с программируемой структурой). Эти алгоритмы обеспечивают (суб)оптимальное вложение задач в конфигурацию ВС, именно: распределение задач по элементарным машинам, выбор последовательности их решения, а следовательно декомпозицию распределенной ВС на подсистемы и загрузку последних. Алгоритмы основываются на эвристике и стохастических и точных методах (подобных математическому программированию), они предельно просты и эффективно реализуются и на ЭВМ, и на ВС.

Третий режим (обслуживание потока задач) имеет место когда задачи со случайными параметрами поступают на распределенную ВС в случайные моменты времени. Для организации функционирования большемасштабных распределенных ВС в этом режиме разработаны методы и алгоритмы, основанные на аппаратах теории игр и стохастического программирования.

2. Построена пространственно-распределенная мультикластерная вычислительная система. Данная ВС фактически является моделью GRID-системы, она обладает масштабируемостью, живучестью и программируемостью своей структуры.

Разработано распределенное программное обеспечение, содержащее компо- ненты для организации оптимального мультипрограммного функционирования и самодиагностики пространственно-распределенных вычислительных систем.