The object of research, development or design (in Russian) : Пленки металл-широкозонный полупроводник

The object of research, development or design (in Kazakh) : Металл пленкалары-кең аймақтық жартылай өткізгіш

Aim of work (in Russian) : Целью данного проекта является изучение возможности использования ионно-лучевой модификации поверхности для улучшения межфазного теплового переноса через интерфейсы металл-ШЗП-металл. Мы будем использовать комбинацию передовых экспериментальных и вычислительных методов для изучения эффекта ионно-лучевой модификации поверхности с целью повышения межфазной теплопроводимости.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның мақсаты металл-кең диапазонды жартылай өткізгіш-металл интерфейстері арқылы фазааралық жылу тасымалдауды жақсарту үшін ион-сәулелік индукцияланған беттік модификацияны қолдануды зерттеу болып табылады. Біз фазааралық жылу өткізгіштігін арттыру мақсатында ион-сәулелік беттік инженерия әсерін зерттеу үшін алдыңғы қатарлы тәжірибелік және есептеу әдістерінің комбинациясын қолданамыз.

Методы исследования (на русском) : Молекулярная динамика, атомно-силовая микроскопиея, Рамановская спектроскопия, рентгеновская дифракция

Методы исследования (на казахском) : Молекулалық динамика, атомдық күш микроскопиясы, Раман спектроскопиясы, рентгендік дифракция

Obtained results and novelty (in Russian) : Образцы широкозонных полупроводников были покрыты тонкими металлическими плёнками методом магнетронного распыления с контролем толщины при помощи кварцевых микровесов. Проведено НМД-моделирование теплопереноса через границу раздела Si/3C-SiC, показавшее, что точечные дефекты типа вакансий и замещений углерода повышают теплопередачу на ~16%, а наличие аморфного слоя a-SiC увеличивает теплопроводность границы на 38%.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Кең тыйымдалған аймақты жартылай өткізгіш үлгілер кварцтық микротаразы көмегімен қалыңдығы бақыланған магнетрондық бүрку әдісі арқылы жұқа металл қабықшалармен қапталды. Si/3C-SiC шекарасы арқылы жылу өткізгіштікті зерттеу бойынша НМД модельдеуі жүргізілді, оның нәтижесінде көміртек вакансиялары мен орынбасу типті нүктелік ақаулар жылу өткізгіштікті шамамен 16% арттыратыны, ал a-SiC аморфты қабаты шекараның жылу өткізгіштігін 38% арттыратыны анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проект направлен на улучшение характеристик силовой электроники с применением широкозонных полупроводников. Эти материалы позволяют добиться более высокой эффективности, устойчивости к высоким температурам, повышенного напряжения и скорости переключения по сравнению с традиционными кремниевыми аналогами. Это способствует созданию компактных и надёжных устройств с сокращёнными затратами на производство и эксплуатацию. Использование ШЗП снижает энергопотребление и улучшает тепловые характеристики, что особенно важно для энергетического сектора Казахстана, стремящегося увеличить долю возобновляемых источников энергии и уменьшить зависимость от ископаемого топлива.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоба кең аймақтық жартылай өткізгіштерді қолдана отырып, электрониканың өнімділігін жақсартуға бағытталған. Бұл материалдар дәстүрлі кремний аналогтарымен салыстырғанда жоғары тиімділікке, жоғары температураға төзімділікке, жоғары кернеуге және ауысу жылдамдығына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл өндіріс пен пайдалану шығындарын төмендететінактам және сенімді құрылғыларды құруға ықпал етеді. ШЗП пайдалану энергия тұтынуды азайтады және жылу сипаттамаларын жақсартады, бұл жаңартылатын энергия көздерінің үлесін ұлғайтуға және қазбалы отынға тәуелділікті азайтуға ұмтылатын Қазақстанның энергетикалық секторы үшін ерекше маңызды.

Level of implementation (in Russian) : не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Во второй год проекта проведены экспериментальные и вычислительные исследования, направленные на изучение теплопереноса через границы раздела широкозонных полупроводников. Образцы Ga₂O₃, SiC и ZnO были покрыты тонкими металлическими плёнками методом магнетронного распыления с контролем толщины при помощи кварцевых микровесов, что обеспечило высокую однородность и воспроизводимость полученных структур. Параллельно выполнено НМД-моделирование теплопереноса через границу Si/3C-SiC, показавшее, что точечные дефекты типа вакансий и замещений углерода повышают теплопередачу примерно на 16%, а наличие аморфного слоя a-SiC дополнительно увеличивает теплопроводность границы на 38%. Полученные результаты подтвердили значимость дефектной инженерии и структурного контроля межфазных областей для повышения эффективности теплопереноса в композиционных керамических материалах и служат научной основой для последующих экспериментов с ионным облучением и термометрией.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның екінші жылында кең тыйымдалған жартылай өткізгіштердің шекараларындағы жылу тасымалын зерттеуге бағытталған эксперименттік және есептеу жұмыстары жүргізілді. Ga₂O₃, SiC және ZnO үлгілері қалыңдығы кварцтық микротаразы арқылы бақыланған магнетронды бүрку әдісімен жұқа металл қабықшалармен қапталды, бұл алынған құрылымдардың жоғары біртектілігі мен қайталанғыштығын қамтамасыз етті. Сонымен қатар, Si/3C-SiC шекарасындағы жылу тасымалын молекулалық-динамикалық модельдеу жүргізілді. Есептеулер көміртек вакансиялары мен орынбасу ақаулары жылуөткізгіштікті шамамен 16% арттыратынын, ал аморфты a-SiC қабатының болуы шекара жылуөткізгіштігін қосымша 38% арттыратынын көрсетті. Алынған нәтижелер ақаулық инженериясы мен фазалар арасындағы құрылымдық бақылаудың композициялық керамикалық материалдардағы жылу тасымалы тиімділігін арттырудағы маңыздылығын растады және иондық сәулелендіру мен термометрия бойынша келесі эксперименттерге ғылыми негіз қалады.

Field of application (in Russian) : новые материалы для силовой электроники и термоэлектрических устройств

Field of application (in Kazakh) : қуат электроникасы мен термоэлектрлік құрылғыларға арналған жаңа материалдар