В настоящее время создание полупроводниковой элементной базы нового поколения является одной из наиболее актуальных задач для развития отечественной микроэлектроники и закрепления научно-технологического суверенитета Российской Федерации. Благодаря своей прямозонной природе, ряд полупроводниковых соединений III и V групп периодической таблицы Менделеева является одним из наиболее перспективных материалов и уже применяется для создания приборных приложений в области оптоэлектроники, фотоники, силовой электроники и других. Однако значительное снижение потенциала традиционных объемных структур на основе этих материалов в рамках закона Мура, а также растущие потребности в новых функциональных устройствах обусловили переход к исследованиям в области низкоразмерных наноструктур. Формирование новых полупроводниковых наноструктур на основе соединений III-V является высокоактуальным междисциплинарным направлением на стыке физики полупроводников, химии, материаловедения и нанотехнологий. Развитие современных методов синтеза наноструктур позволило формировать III-V гетероструктуры на основе не только двумерных слоёв (тонких плёнок), но и квазиодномерных нитевидных нанокристаллов (ННК), нульмерных квантовых точек (КТ), а также их комбинаций. Уменьшение размеров таких наноструктур приводит не только к увеличению производительности приборов за счёт увеличения количества элементов на единице площади микросхемы, но к появлению квантово-размерных эффектов наноструктурах. Это приводит к кардинальному изменению плотности состояний, энергетического спектра носителей заряда и, как следствие, оптических и транспортных свойств.
Одним из объектов исследования являются нитевидные нанокристаллы. В настоящее время интерес к III-V ННК вызван перспективой их использования во многих приложениях, поскольку такие квазиодномерные структуры характеризуются оригинальными транспортными, электрическими, механическими и оптическими свойствами и уже находят применение в различных областях микро-, наноэлектроники, оптоэлектроники и фотоники. Тем не менее, для формирования качественных наноструктур на основе соединений III-V существуют ряд ограничений, таких как эффект «области несмешиваемости», отсутствие согласованных по постоянным кристаллической решётки подложек, сложность формирование резких гетерограниц и другие. В свою очередь, преодоление препятствий, связанных с разницей параметров кристаллических решеток, термической нестабильностью и созданием гибридных структур, открывает путь к интеграции высокопроизводительной оптоэлектроники на основе III-V материалов с существующей кремниевой платформой. В рамках предлагаемого проекта будут разработаны и оптимизированы методики для воспроизводимого МПЭ роста на поверхности кремния и легирования ННК на основе широкого круга материалов, таких как (Al,Ga)As, (In,Ga)As, (In,Ga)N. В отличие от планарных слоёв, такие наноструктуры могут быть удалены с поверхности ростовой подложки и перенесены на любую другую, например, твердотельный волновод для создания фотонных интегральных схем. Более того, результаты предварительных экспериментов показали, что одиночные III-N ННК, перенесенные на «плазмонную» подложку SiOx/Ag/Si демонстрируют лазерный характер излучения в видимом диапазоне длин волн. Таким образом, на основе одиночных III-N ННК могут быть созданы эффективные «нанолазеры», которые являются перспективными для микродисплеев высокого разрешения. В рамках проекта планируется проведение исследований по разработке технологии формирования более дешевых подложек на основе пластин кремния с тонким слоем алюминия, подходящих для создания плазмонных нанолазеров. Также стоит отметить, что варьирование состава твёрдого раствора ННК позволяет изменять длину волны излучения в широком диапазоне длин волн, включая видимый диапазон и ближний ИК. Как нами было показано ранее, массивы ННК обладают всеми необходимыми свойствами для эффективного разложения воды на водород и кислород, в частности, из-за значительного увеличения площади эффективной поверхности по сравнению с планарными слоями.
Важно отметить, что полупроводниковые ННК могут быть сформированы в вюрцитной кристаллографической фазе, которая является нестабильной для большинства объёмный полупроводниковых материалов. В частности, было показано, что, в отличие от кубических, вюрцитные наноструктуры на основе соединения GaP являются прямозонными материалами, что значительно расширяет область приложений на основе этого материала. Более того, известно, что ННК в вюрцитной кристаллографической фазе имеют большее значение пьезокоэффициента, по сравнению с кубическим материалов. Научным коллективом было ранее продемонстрировано, в отличие от кубического, AlxGa1-xAs в вюрцитной кристаллографической фазе является прямозонным материалом вплоть до x=0.6 (кубический является прямозонным до x=0.4). При этом информация о прямозонности и зависимости величины запрещённой зоны от состава для более высокого содержания Al в вюрцитных AlGaAs ННК в литературе не представлена. Как будет указано далее, установление этих взаимосвязей для ранее неизученного вюрцитного AlGaAs является одной из задач предлагаемого проекта. Важно отметить, в отличие от двумерных слоёв, уникальная морфология ННК позволяет формировать их непосредственно на поверхности кремния.
Современные тенденции в материаловедении демонстрируют растущий интерес к наноструктурам сложной морфологии на основе соединений III-V, которые представляют собой первичные ННК («стволы») и вторичные ННК («ветви»). Это обусловлено их уникальными физико-химическими свойствами, недостижимыми для традиционных материалов. Такие иерархически организованные системы являются перспективными для многофункционального применения и создания суперконденсаторов, эффективных энергоносителей, устройств для очистки и разложения воды, доставке лекарств и других приложений. Развитие современных методов синтеза открывает возможности для создания полупроводниковых наногетероструктур развитой морфологии на основе ННК. Многократное увеличение площади поверхности, контроль состава и кристаллографических фаз, а также формирование единой сети наноструктур на основе ННК развитой морфологии открывают перспективы как для увеличения эффективности физических преобразований в массиве ННК, так и создания новых устройств на их основе. Кроме того, наноструктуры развитой морфологии могут служить «скелетом» для формирования активных элементов на их основе с помощью других материалов. Несмотря на достигнутый прогресс в области синтеза III-V ННК, до сих пор остаётся не решённым целый ряд задач в данном направлении. Для наиболее полного их применения в приборных приложениях необходимо как расширять диапазон материалов, так и формировать и исследовать физические свойства новых наноструктур, а также интегрировать их с кремниевой и другими платформами.
Таким образом, формирование и исследование свойств ННК в широком диапазоне составов и в вюрцитной кристаллографической фазе создаёт предпосылки для появления новых приборных предложений, таких как эффективные светодиоды (в том числе, красных), нанолазеры, нанопьезо- и трибогенераторы, сенсоры газа, давления и света, ячейки для разложения воды на водород и кислород, суперконденсаторы, солнечные элементы, приложения в области квантовых технологий и других.

Другими объектами предлагаемых исследований являются квантовые точки. III-V КТ являются перспективными объектами для создания полупроводниковых лазеров на телекоммуникационных длинах волн. В настоящее время гетероструктуры на основе КТ синтезируют на дорогих GaAs или InP подложках. Коллектив авторов имеет доступ к уникальному оборудованию, позволяющему формировать III-V КТ в матрице кремния. Контролируемый синтез (In,Ga)As КТ на поверхности кремния позволит создавать лазеры на основе кремниевой платформы. В свою очередь, одиночные квантовые точки могут являться источниками одиночных фотонов и использоваться для создания приложений в областях квантовых вычислений, коммуникаций и сенсорики. Отдельно стоит отметить, что III-V КТ могут быть сформированы в теле нитевидных нанокристаллов, что значительно упрощает постростовые процедуры для создания приборных приложений.

В свою очередь, в рамках реализации проекта планируется оптимизация дизайнов и синтез планарных III-V гетероструктур для генерации лазерного излучения, в частности, для квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона частот, которые востребованы для различных применений как гражданского, так и специального назначений. В частности, терагерцовое излучение позволяет обнаруживать взрывчатые и наркотические вещества, проводить безвредную для человека диагностику, в том числе раковых опухолей, глубины и степени ожогов.
Таким образом, актуальность данного направления обусловлена комплексом фундаментальных и прикладных факторов. Разработка воспроизводимых методов синтеза новых полупроводниковых наноструктур с контролируемыми размерами, формой и составом позволит инженерным образом проектировать их физические свойства и создавать приборные приложения нового поколения.

Целью научного исследования является получение новых функциональных полупроводниковых наноматериалов на основе III-V гетероструктур различной размерности, всестороннее изучение взаимосвязей условия формирования и физических свойств наноструктур, а также разработка подходов к увеличению однородности морфологических свойств массивов наностурктур, увеличению эффективности излучательной рекомбинации и других перспективных эффектов в полупроводниковых наноструктурах. Достижение поставленной цели позволит получить принципиально новые знания в области полупроводниковых наноструктур, создать предпосылки к созданию новых приборов на основе обнаруженных эффектов и значительно повысить импортонезависимость Российской Федерации.

В рамках проекта полупроводниковые наноструктуры будут синтезированы методом молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ) в условиях сверхвысокого вакуума с использованием особо чистых материалов. Метод МПЭ позволяет строго контролировать состав, а также толщину растущего материала вплоть до долей монослоёв. Отдельно стоит отметить возможность диагностики поверхности растущих наноструктур в режиме реального времени с помощью метода дифракции быстрых электронов на отражение.
Данные исследования подразумевают проведение систематических изучений полученных структур методами растровой электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, Рамановской спектроскопии, фотолюминесценции (в том числе при низкой температуре), микрофотолюминесценции и др. с целью выявления взаимосвязи ростовых условий и характеристик, как ансамблей, так и одиночных выращенных наноструктур.
Основные задачи НИР включают в себя:
1) Разработка технологии синтеза вюрцитных AlxGa1-xAs ННК в содержанием Al x в диапазоне 0.7-1 на поверхности кремния. Разработка технологии синтеза вюрцитных AlGaAs ННК развитой морфологии.
2) Определение зависимости ширины запрещённой зоны AlxGa1-xAs ННК от содержания Al x в диапазоне 0.7-1.
3) Разработка технологий синтеза методом МПЭ других гетероструктурных III-V ННК при различных условиях роста на различных подложках, в том числе, монокристаллического кремния.
4) Исследование механизмов МПЭ роста и зависимостей физических свойств синтезированных гетероструктур от ростовых параметров, таких как температура роста, состав ННК, температура подложки во время роста, соотношения потоков III/V из источников, предварительная подготовка подложек и др.
5) Разработка технологии синтеза (In,Ga)As КТ в матрице кремния, исследование взаимосвязей условий роста и физических свойств полученных массивов КТ.
6) Исследование влияние послеростовой обработки (термическая обработка, пассивация и др.) на физические свойства синтезированных наноструктур.
7) Теоретические и экспериментальные исследования распространения электромагнитных волн в ННК.
8) Синтез и исследование свойств соединений III-V на основе нитридов разных составов, морфологии, в том числе, переменной размерности, на различных подложках, в том числе, монокристаллического кремния.
9) Разработка методики формирования слоя Al на поверхности кремния с шероховатостью поверхности не более 1 нм с целью получения «плазмонных» подложек для создания гибридных наноструктур с ННК.
10) Исследование оптических свойств синтезированных наноструктур.
11) Исследование возможности получения лазерной генерации в наноструктурах на основе одиночных ННК и подложек Al/Si и/или SiOx/Ag/Si.
12) Исследование временных зависимостей спектров фотолюминесценции выращенных структур с целью получения информации о временах жизни носителей заряда.
13) Исследование тонкой структуры экситонных полос излучения синтезированных наноструктур.
14) Исследование возможности контролируемого легирования во время роста гетероструктурных ННК.
15) Оптимизация дизайна, синтез методом МПЭ и исследование физических свойств многослойных III-V гетероструктур для квантово-каскадного лазера терагерцового диапазона частот.
16) Синтез и исследование физических свойств других полупроводниковых наноструктур для приборных приложений нового поколения.
17) Исследование возможности создания прототипов приборов на основе полученных наноструктур.
План работ предполагает параллельное решение широкого спектра поставленных задач в течение всего срока выполнения проекта.
Предлагаемый комплекс работ не имеет мировых аналогов.
Важно отметить, что научный коллектив имеет доступ ко всему необходимому оборудованию для начала выполнения проекта.

У руководителя и исполнителей проекта имеется значительный научный задел. Полученные ранее результаты находятся на передовом научном уровне, что подтверждается значительным количеством публикаций в высокорейтинговых журналах (Nature group journals, Nano Letters, Physical Review B, Nanotechnology и др.) и приглашенных докладах на ведущих конференциях. К основным научным результатам, полученным ранее, следует отнести:
1. Впервые синтезированы и исследованы физические свойства вюрцитных AlGaAs ННК на кремниевой подложке. Предложена первая экспериментальная формула ширины запрещённой зоны вюрцитного AlxGa1-xAs от содержания Al в диапазон х от 0 до 0.6.
2. Проведены ростовые эксперименты по синтезу методом МПЭ гибридных наноструктур типа «GaAs КТ в AlGaAs ННК» на кремниевой подложке. Измерения, выполненные методами просвечивающей электронной микроскопией и низкотемпературной фотолюминесценции, указывают на принципиальную возможность реализации подобных структур. Ширина линии ФЛ от одиночных КТ в ННК составляет ~ 10 мкэВ при геометрических размерах КТ 10 нм, что является мировым рекордом для любых структур типа «КТ в ННК». Данный результат был отмечен в числе фундаментальных научных исследований, представляемых Президенту Российской Федерации и в Правительство Российской Федерации за 2018 г.
3. Предложена и реализована оригинальная методика синтеза методом МПЭ InP ННК c InAsP КТ. Спектры фотолюминесценции от таких структур наблюдаются вплоть до комнатной температуры в диапазоне длин волн от 900 до 1400 нм.
4. Исследовано влияние термической обработки InP ННК с InAsP КТ на их оптические и структурные свойства. Установлено, что температура 450°С является оптимальной для повышения увеличения интенсивности люминесценции InAsP КТ и подавления излучения от квантовых ям InAsP, образующихся во время формирования InAsP КТ.
5. Разработана технология и исследованы физические свойства GaAs, AlGaAs, InAs, InGaAs, GaP, InP на различных подложках, включая кремниевые пластины.
6. Теоретически и экспериментально исследованы особенности механизма низкотемпературного формирования InAs ННК при молекулярно-пучковой эпитаксии.
7. Впервые методом МПЭ были синтезированы и исследованы свойства GaN, GaAs, AlGaAs и InAs ННК на гибридной подложке SiC/Si(111).
8. Обнаружен эффект спонтанного легирования GaN ННК кремнием из подложки SiC/Si до уровня выше предела растворимости.
9. Показана возможность создания гибридной системы на основе коллоидных квантовых точек CdSe/ZnS и InP ННК с InAsP КТ. Результаты исследований полученных наноструткур свидетельствуют о безызлучательном переносе энергии (FRET) между составляющими наноструктуры, а именно между коллоидными КТ и квантово-размерной вставкой в ННК, в результате чего зарегистрировано более чем десятикратное увеличение интенсивности люминесценции с длиной волны излучения вблизи 1.3 мкм.
10. Впервые в России разработана технология роста квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона и созданы приборные структуры на ее основе. Руководитель проекта (Резник Р.Р.) был удостоен медали РАН для молодых ученых за 2018 г.
11. Руководитель проекта был удостоен впервые учреждённой персональной стипендии им. Ж.И. Алфёрова для молодых ученых в области физики и нанотехнологий 2020-2021 г.
12. Руководитель проекта был удостоен стипендии Президента Российской Федерации 2017-2018 г.
13. Руководитель проекта был удостоен премии правительства Санкт-Петербурга им Л.Эйлера в 2022 г.
14. Руководитель проекта был удостоен молодёжной премии Санкт-Петербурга в 2025 г.
15. Руководитель проекта является руководителем гранта РНФ «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка молодых ученых».
Список основных публикаций руководителя и исполнителей проекта, наиболее близко относящихся к предлагаемому проекту:

1. Shugabaev, T., Gridchin, V. O., Melnichenko, I. A., Bulkin, P., Abramov, A. N., Kuznetsov, A., ... & Cirlin, G. E. (2025). Surface Plasmon Polariton Photoluminescence Enhancement of Single InP Nanowires with InAsP Quantum Wells. physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 19(4), 2400296
2. Sinitskaya, O. A., Shugabaev, T., Kuznetsov, A., Shubina, K., Gridchin, V. O., Mizerov, A. M., ... & Nikitina, E. V. (2025). Tunable photoresponse in GaN-based UV photodetectors via synergetic use of colloidal plasmonic nanowires and nanoparticles. Materials Science in Semiconductor Processing, 198, 109737.
3. Gridchin, V. O., Kotlyar, K. P., Ubyivovk, E. V., Lendyashova, V. V., Dragunova, A. S., Kryzhanovskaya, N. V., ... & Cirlin, G. E. (2024). Growth of three-dimensional InGaN nanostructures by plasma-assisted molecular beam epitaxy. ACS Applied Nano Materials, 7(15), 17460-17468.
4. Dubrovskii, V. G., Cirlin, G. E., Kirilenko, D. A., Kotlyar, K. P., Makhov, I. S., Reznik, R. R., & Gridchin, V. O. (2024). Instantaneous growth of single monolayers as the origin of spontaneous core–shell In x Ga 1− x N nanowires with bright red photoluminescence. Nanoscale Horizons, 9(12), 2360-2367.
5. Barettin, D., Shtrom, I. V., Reznik, R. R., Mikushev, S. V., Cirlin, G. E., Auf der Maur, M., & Akopian, N. (2023). Direct band gap AlGaAs wurtzite nanowires. Nano letters, 23(3), 895-901.
6. Kuznetsov A. et al. Self-assembled photonic structure: A Ga optical antenna on GaP nanowires //Nanoscale. – 2023. – Т. 15. – №. 5. – С. 2332-2339.
7. Reznik, R. R., Ilkiv, I. V., Kotlyar, K. P., Gridchin, V. O., Bondarenko, D. N., Lendyashova, V. V., ... & Cirlin, G. E. (2022). Molecular‐Beam Epitaxy Growth and Properties of AlGaAs Nanowires with InGaAs Nanostructures. physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 16(7), 2200056.
8. Khrebtov, A. I., Kulagina, A. S., Dragunova, A. S., Reznik, R. R., Cirlin, G. E., & Danilov, V. V. (2022). Light quenching of photoluminescence in hybrid films of InP/InAsP/InP nanowires and CdSe/ZnS colloidal quantum dots. Optical Materials, 127, 112277.
9. Dubrovskii, V. G., Reznik, R. R., Ilkiv, I. V., Kotlyar, K. P., Soshnikov, I. P., Ubyivovk, E. V., ... & Cirlin, G. E. (2022). Low‐Temperature Growth of Au‐Catalyzed InAs Nanowires: Experiment and Theory. physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 16(1), 2100401.
10. Reznik, R. R., Cirlin, G. E., Kotlyar, K. P., Ilkiv, I. V., Akopian, N., Leandro, L., ... & Kaliteevski, M. A. (2021). Purcell effect and beaming of emission in hybrid AlGaAs nanowires with GaAs quantum dots. Nanomaterials, 11(11), 2894.
11. Alekseev, P. A., Borodin, B. R., Geydt, P., Khayrudinov, V., Bespalova, K., Kirilenko, D., Reznik, R. R., ... & Dunaevskiy, M. S. (2021). Effect of crystal structure on the Young's modulus of GaP nanowires. Nanotechnology, 32(38), 385706.
12. Gridchin, V. O., Kotlyar, K. P., Reznik, R. R., Dragunova, A. S., Kryzhanovskaya, N. V., Lendyashova, V. V., ... & Cirlin, G. G. (2021). Multi-colour light emission from InGaN nanowires monolithically grown on Si substrate by MBE. Nanotechnology, 32(33), 335604.
13. Khrebtov, A. I., Danilov, V. V., Kulagina, A. S., Reznik, R. R., Skurlov, I. D., Litvin, A. P., ... & Cirlin, G. E. (2021). Influence of TOPO and TOPO-CdSe/ZnS Quantum Dots on Luminescence Photodynamics of InP/InAsP/InPHeterostructure Nanowires. Nanomaterials, 11(3), 640.
14. Gridchin, V. O., Kotlyar, K. P., Reznik, R. R., Dragunova, A. S., Kryzhanovskaya, N. V., Lendyashova, V. V., ... & Cirlin, G. G. (2021). Multi-colour light emission from InGaN nanowires monolithically grown on Si substrate by MBE. Nanotechnology, 32(33), 335604.
15. Leandro, L., Hastrup, J., Reznik, R., Cirlin, G., & Akopian, N. (2020). Resonant excitation of nanowire quantum dots. npj Quantum Information, 6(1), 1-5.
16. Leandro, L., Reznik, R., Clement, J. D., Repän, J., Reynolds, M., Ubyivovk, E. V., ... & Akopian, N. (2020). Wurtzite AlGaAs Nanowires. Scientific reports, 10(1), 1-6.
17. Talalaev, V. G., Tomm, J. W., Kukushkin, S. A., Osipov, A. V., Shtrom, I. V., Kotlyar, K. P., ... & Cirlin, G. E. (2020). Ascending Si diffusion into growing GaN nanowires from the SiC/Si substrate: up to the solubility limit and beyond. Nanotechnology, 31(29), 294003
18. Yachmenev, A. E., Pushkarev, S. S., Reznik, R. R., Khabibullin, R. A., & Ponomarev, D. S. (2020). Arsenides-and related III-V materials-based multilayered structures for terahertz applications: Various designs and growth technology. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials, 100485.
19. R Reznik, R., P Kotlyar, K., O Gridchin, V., V Ubyivovk, E., V Federov, V., I Khrebtov, A., ... & E Cirlin, G. (2020). Low-Temperature In-Induced Holes Formation in Native-SiOx/Si (111) Substrates for Self-Catalyzed MBE Growth of GaAs Nanowires. Materials, 13(16), 3449
20. Alekseev, P. A., Sharov, V. A., Borodin, B. R., Dunaevskiy, M. S., Reznik, R. R., & Cirlin, G. E. (2020). Effect of the Uniaxial Compression on the GaAs Nanowire Solar Cell. Micromachines, 11(6), 581.
21. Alekseev, P. A., Sharov, V. A., Dunaevskiy, M. S., Kirilenko, D. A., Ilkiv, I. V., Reznik, R. R., ... & Berkovits, V. L. (2019). Control of conductivity of in x Ga1–x as nanowires by applied tension and surface states. Nano letters, 19(7), 4463-4469.
22. Sharov, V. A., Alekseev, P. A., Borodin, B. R., Dunaevskiy, M. S., Reznik, R. R., & Cirlin, G. E. (2019). InP/Si heterostructure for high-current hybrid triboelectric/photovoltaic generation. ACS Applied Energy Materials, 2(6), 4395-4401.
23. Koryakin, A. A., Kukushkin, S. A., Kotlyar, K. P., Ubyivovk, E. D., Reznik, R. R., & Cirlin, G. E. (2019). A new insight into the mechanism of low-temperature Au-assisted growth of InAs nanowires. CrystEngComm, 21(32), 4707-4717.
24. Shugurov, K. Y., Reznik, R. R., Mozharov, A. M., Kotlyar, K. P., Koval, O. Y., Osipov, A. V., ... & Cirlin, G. E. (2019). Study of SiC buffer layer thickness influence on photovoltaic properties of n-GaN NWs/SiC/p-Si heterostructure. Materials Science in Semiconductor Processing, 90, 20-25.
25. Leandro, L., Gunnarsson, C. P., Reznik, R., Jöns, K. D., Shtrom, I., Khrebtov, A., ... & Akopian, N. (2018). Nanowire quantum dots tuned to atomic resonances. Nano letters, 18(11), 7217-7221.
26. Alekseev, P. A., Dunaevskiy, M. S., Cirlin, G. E., Reznik, R. R., Smirnov, A. N., Kirilenko, D. A., ... & Berkovits, V. L. (2018). Unified mechanism of the surface Fermi level pinning in III-As nanowires. Nanotechnology, 29(31), 314003.
27. Alekseev, P. A., Sharov, V. A., Geydt, P., Dunaevskiy, M. S., Lysak, V. V., Cirlin, G. E., Reznik R. R. ... & Lähderanta, E. (2018). Piezoelectric current generation in wurtzite GaAs nanowires. physica status solidi (RRL)–Rapid Research Letters, 12(1), 1700358
28. Ikonnikov, A. V., Marem’yanin, K. V., Morozov, S. V., Gavrilenko, V. I., Pavlov, A. Y., Shchavruk, N. V., ... & Alferov, Z. I. (2017). Terahertz radiation generation in multilayer quantum-cascade heterostructures. Technical Physics Letters, 43(4), 362-365.
Руководитель и исполнители проекта имеют значительный опыт выполнения российских и международных проектов, таких как:
1) Грант РНФ 14-12-00393, Квазиодномерные полупроводниковые нитевидные нанокристаллы тройного и четверного состава: исследование процессов формирования и физических свойств, годовой объем финансирования – 5 миллионов рублей, руководитель – Г. Э. Цырлин, 2014-2018 гг.
2) Грант РНФ № 21-72-00099 по направлению «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными». Название проекта: «Гибридные III-V наноструктуры комбинированной размерности на кремнии», годовой объем финансирования – 1.5 миллиона рублей, руководитель – Р. Р. Резник, 2021-2023 гг.
3) Грант РФФИ № 18-32-00768 мол_а, Интеграция прямозонных гибридных наноструктур на поверхности кремния – 1.5 миллиона рублей, руководитель – Р. Р. Резник, 2017-2019 гг.
4) Грант РНФ № 18-72-10047 «Источники одиночных фотонов на основе полупроводниковых нитевидных нанокристаллов со встроенными квантовыми точками», годовой объем финансирования – 5 миллионов рублей, руководитель – И. В. Штром, 2018-2020 гг.
5) Грант Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «госзадание» № 075-15-2021-993 «Синтез наностуктур в системе А3В5 на поверхности гибридных подложек SiC/Si: эксперимент и теория», годовой объем финансирования – 9 миллионов рублей, руководитель – Г. Э. Цырлин, 2017-2019 гг.
6) НИР "Поисковые исследования в области эпитаксии полупроводниковых соединений на основе фосфидов III-й группы методом МПЭ" Закрытое акционерное общество «Научное и технологическое оборудование» (ЗАО "НТО"), 2020 г. объем финансирования – 2 миллиона рублей
7) НИР "Светоизлучающие структуры на основе нитридных соединений, полученные методом молекулярно-пучковой эпитаксии на гибридных подложках SiC/Si" Общество с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр Новые технологии» (ООО «НТЦ НТ»), 2021 г. объем финансирования – 5 миллионов рублей, соруководитель – Р.Р. Резник
8) Грант РФФИ № 18-02-40006 мега, Разработка моделей экспериментов визуализации динамики решетки и полей упругих напряжений в полупроводниковых нитевидных нанокристаллах с помощью сверхбыстрой когерентной рентгеновской дифракции на XFEL – 2018-2020 годы.
Годовой объем финансирования: 5.5 миллионов рублей.
9) ФЦП «Гибкие светодиоды красного видимого диапазона на основе полупроводниковых нитевидных нанокристаллов», уникальный идентификатор проекта RFMEFI61619X0115 совместно с Центром нанотехнологий C2N университета Париж-Сакле, Франция, 2019-2020.
Годовой объем финансирования: 5 миллионов рублей.
10) Грант Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2021-993 «Инфракрасные источники одиночных фотонов на основе квантовых точек в нитевидных нанокристаллах для технологий фотонной квантовой коммуникации и информатики», 2021.
Годовой объем финансирования: 10 миллионов рублей.
Важно отметить, что руководитель предлагаемого проекта являлся руководителем прикладных НИР.
Следует отметить, что коллектив участников успешно выполнил все поддержанные российские и международные проекты, в которых участвовал руководитель проекта.
Полученные ранее научные знания о росте различных наноструктур при МПЭ будут использованы при выполнении настоящего проекта.

У научного коллектива имеется хорошо налаженное сотрудничество с коллегами в России и за рубежом. Синтез наноструктур и исследования физических свойств выращенных наноструктур планируется проводить на базе СПбГУ. Университет располагает всем необходимым оборудованием для синтеза и проведения детальных исследований морфологических, структурных и оптических свойств наноструктур. Имеется договоренность о проведении части ростовых экспериментов на базе СПбАН РАН им Ж.И. Алфёрова. Одним из ключевых элементов успешного выполнения проекта является наличие уникального оборудования - установок молекулярно-пучковой эпитаксии для роста соединений III-V: Riber 21 и Riber 12, оснащенными молекулярными источниками Al, Ga, In, As, P, Sb, N, Si, Be, Mg, Ge, Au, а также многолетним опытом работы на указанных установках.
Развивается сотрудничество с промышленными партнерами (ООО "СМАРТС-Кванттелеком", АО «ИнфоТеКС», ООО «Коннектор Оптикс», ЗАО «научное и технологическое оборудование» и др.), которые выразили заинтересованность в использовании полученных результатов.
В рамках проекта планируется проведение совместных исследований в рамках международных коллабораций с коллегами из университетов дружественных стран, в частности, Российско-Армянского Университета и Харбинского политехнического университета.