Крутов Владислав Викторович

1. Физико-технологический принцип создания ФСК без применения фотолитографии, при котором локальное стимулирование инверсии доменов осуществляется с помощью температурной решётки, индуцированной интерферирующими волнами (термоинтерференционный принцип). Выражения для оценки энергетических и временных параметров интерференционного импульса, не зависящие от физической природы волн (электромагнитных и акустических).
2. Технологические основы формирования ФСК без применения фотолитографии (БИГ-технология) с малой продолжительностью технологического цикла. В частности, три метода реализации БИГ-технологии с использованием: 1) оптических волн (оптико- интерференционный метод), 2) акустических волн (акустоинтерференционный метод), 3) электромагнитных волн СВЧ диапазона. БИГ-технология позволяет создавать одномерные, двумерные и трёхмерные ФСК с заданными параметрами, при этом продолжительность технологического цикла сокращается на 3 порядка по сравнению с базовым полевым методом. Использование плоских интерферирующих волн позволяет создавать периодические ФСК (с эквидистантными доменными стенками), а использование неплоских волновых фронтов - ФСК с переменным периодом (с неэквидистантными доменными стенками). Применительно к оптико-интерференционному и акустоинтерференционному методам предложена «+Z»-модификация БИГ-технологии, использующая температурную решётку, индуцированную волнами, интерферирующими на +Z-поверхности сегнетоэлектрика.
3. Метод управления размерами сегнетоэлектрических доменов в процессе эксплуатации без извлечения сегнетоэлектрического кристалла из корпуса ФСК- устройства (дискретное изменение пространственного периода РДС путём изменения частоты интерферирующих волн и угла между ними с предварительной полевой монодоменизацией сегнетоэлектрика).
4. Результаты сравнительного анализа оптико-интерференционного и акустоинтерференционного методов. Выявлен ряд существенных преимуществ последнего. В частности, уменьшается опасность пробоя высококоэрцитивных сегнетоэлектриков при наложении инвертирующего поля. Кроме того, отсутствует (характерное для оптико-интерференционного метода) ускорение релаксации температурной решётки за счёт тепловыделения рекомбинирующими носителями, обусловленное их диффузией. Показано также, что фотоиндуцированные носители, генерируемые в процессе применения оптико-интерференционного метода, могут ослаблять (или вовсе блокировать) феномен уменьшения коэрцитивного поля при нагревании, что делает данный метод малоэффективным.
5. Конструкционные основы создания оборудования для изготовления ФСК с помощью акустоинтерференционного метода с использованием квазистоячих волн. Рассмотрены два случая: а) «на встречных цугах волн»; б) при возбуждении сегнетоэлектрического акустического резонатора на обертоне. Обоснована целесообразность использования продольных акустических волн. Показано, что более перспективным является вариант «на встречных цугах волн» (в том числе с усилением звука СВЧ полем на удвоенной частоте).
6. Варианты конструкций оборудования для реализации «+Z»-модификации акустоинтерференционного метода формирования ФСК. Предложенные варианты конструкций позволяют создавать температурную решётку с помощью интерференции акустических волн, падающих из жидкой среды на +Z-поверхность сегнетоэлектрика. Даны рекомендации по выбору вариантов. Модификация позволяет создавать ФСК как в «прозрачных», так и в непрозрачных сегнетоэлектриках.
7. Модель проектирования технологического оборудования для изготовления ФСК с помощью «+Z»-модификации для двух случаев: а) с жидкими инвертирующими электродами; б) с металлическими инвертирующими электродами. Алгоритм оптимизации основных технологических параметров: частоты интерференционного импульса, его мощности и длительности, толщины поглощающего слоя, а также длины звукопровода и угла падения акустических пучков на +Z-поверхность. В случае использования жидких электродов (например, водного раствора LiCl) технология не предполагает нанесения какой-либо плёнки на сегнетоэлектрик, существенно упрощая технологический цикл. Вывод о том, что «+Z»-модификация является менее энергозатратной по сравнению с технологией «квазистоячих акустических волн» (энергия акустического импульса на два-три порядка меньше).
8. Показано, что возбуждение открытого сегнетоэлектрического СВЧ-резонатора, находящегося в электрическом поле (близком к коэрцитивному), позволяет создавать РДС, в частности, концентрические кольца антипараллельных доменов различного сечения в зависимости от характера анизотропии сегнетоэлектрика.
9. Метод совершенствования оборудования для изготовления фотонных кристаллов на основе высококоэрцитивных сегнетоэлектриков с использованием электромагнитных волн, позволяющий существенно снизить коэрцитивное (инвертирующее) поле по сравнению с базовым полевым методом. Даны рекомендации по выбору оптимальной частоты электромагнитного поля, обеспечивающей однородный и в то же время быстрый нагрев. Обеспечено снижение требований к высоковольтному оборудованию и повышение безопасности персонала.

1 Крутов В.В., Михалевич В.Г. Акустоэлектронные устройства на периодически поляризованных кристаллах ниобата и танталата лития. // Успехи современной радиоэлектроники. 2001, №12, 45-49.

2 Krutov V.V., Shchuka A.A., Mikhalevich V.G. Acoustic dispersive filters and acoustic microwave emitters based on ferroelectrics with spatial modulation of piezoelectric modulus. // Physics of Vibrations. 2001, v.9, No.4, pp.274-279.

3Krutov V.V., Shchuka A.A., Mikhalevich V.G. Formation of regular domain structures in ferroelectrics upon heating by electromagnetic field. // Physics of Wave Phenomena. 2005, v.13, No.3, pp.128-132.

4Krutov V.V., Shchuka A.A., Mikhalevich V.G. Possibility of domain structure formation in ferroelectrics on Bessel temperature grid. // Physics of Wave Phenomena. 2006, v.14, No.1, pp.19-23.

5 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Щука А.А. Явление образования антипараллельных доменов в сегнетоэлектриках в условиях быстрого неоднородного нагрева электромагнитным полем. // Радиотехника. 2007, №1, с.96-104.

6 Крутов В.В., Михалевич В.Г., Щука А.А. Создание нанодоменных периодических структур в сегнетоэлектриках на интерферирующих оптических волнах. // Нано- и микросистемная техника. 2007, №3, с.71-78.

7Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Термоинтерференционный принцип формирования регулярных доменных структур в сегнетоэлектриках. // Радиотехника. 2007, № 9, 5-10.

8Krutov V.V., Mikhalevich V.G., Shchuka A.A., Zasovin E.A. Formation of Concentric Rings of Antiparallel Domains in the Nonlinear-Optical Ferroelectrics in the Presence of an HF Field. // Laser Physics. 2007. Vol.17, No.12, pp.1441-1446.

9Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Формирование фотонных сегнетоэлектрических кристаллов на квазистоячих акустических волнах. // Радиотехника и электроника. 2010, т.55, №9, с. 1103-1112.

10Krutov V.V., Zasovin E.A., Mikhalevich V.G., Sigov A.S., Shchuka A.A. Formation of photon ferroelectric crystals with the use of quasi-standing acoustic waves. // Journal of Communications Technology and Electronics. 2010, Vol.55, No.9, pp.1035-1043.

11Krutov V.V. Formation of photonic crystals using elastic waves amplified by the double frequency electromagnetic field. // Physics of Wave Phenomena. 2010. Vol.18. No.3, pp.167-171.

12Крутов В.В. Образование регулярных доменных структур при воздействии упругих волн на поверхность сегнетоэлектрика. // Нелинейный мир. 2012, №3, с.137-146.

13 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Биимпульсная гетеротермальная технология формирования доменных структур в сегнетоэлектриках. // Физика твёрдого тела. 2012, т. 54, вып.5, с.908-910.

14 Krutov V.V., Zasovin E.A., Mikhalevich V.G., Sigov A.S., Shchuka A.A. Double pulse heterothermal technology for the formation of domain structures in ferroelectrics. // Physics of the Solid State, 2012, Vol. 54, No. 5, pp. 965–967.

Статьи в других изданиях

15Streltsov V.N., Krutov V.V. "Propogation of a high-power acoustic beam in a semiconductor accompanied by phononplasmon interaction " / Bull. Russ. Acad. Sci. Phys / Suppl. Phys. Vibr. 1994, v.58, N1, pp.26-29.

16Крутов В.В., Михалевич В.Г., Щука А.А. Сжатие частотномодулированных сигналов с помощью ультразвука в сегнетоэлектриках с пространственной модуляцией пьезомодуля // Междунар. н/п конф. «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC – 2003). Сб. науч. статей. Москва. 6-10 сентября 2003, с.218-232.

17 Крутов В.В., Михалевич В.Г., Щука А.А. Инжекционный метод формирования регулярных доменных структур в сегнетоэлектриках. // Междунар. н/п конф. «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC – 2004). Сб. науч. статей. Москва. 6-10 сентября 2004, с.106-110.

18Засовин Э.А., Крутов В.В., Щука А.А., Юрин М.Н. Формирование световодов с регулярной доменной структурой в условиях нагрева.// 54-я н/т конференция МИРЭА. Сб. трудов, ч.3. Москва, 2005, с.106-111.

19Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Щука А.А. Явление формирования цилиндрических антипараллельных сегнетоэлектрических доменов в высокочастотном поле. // ХII Междунар. н/т конф. «Высокие технологии – промышленности России (Материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники)». Сб. науч. статей. Москва, 7-9 сентября, 2006, с.350-354.

20 Крутов В.В., Михалевич В.Г., Щука А.А. Нелинейно-оптические преобразователи частоты лазерного излучения на основе микро- и нанодоменных структур в сегнетоэлектриках. // Электронная промышленность. 2006, №3, с.35-44.

21Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Явление образования периодических доменных структур в сегнетоэлектриках на стоячих акустических волнах. // ХIII Междунар. н/т конф. «Высокие технологии – промышленности России» (Материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Сб. науч. статей. Москва, 6-8 сент. 2007, с.124-128.

22Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Явление образования периодических доменных структур в сегнетоэлектрическом акустическом резонаторе.// Междунар. н/т конф. «Информационные технологии и математическое моделирование систем». Сицилия, Италия, 15-25 сентября 2007. Сборник материалов, стр.125-127.

23Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А., Кабин Д.В. Технология создания фотонных кристаллов с помощью интерференции упругих волн СВЧ диапазона. // 18-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ техника и телекоммун. технологии». Сб. науч. статей. Севастополь, Украина, 8-12 сент. 2008г., с.793-796.

24Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А., Кабин Д.В. Формирование фотонных сегнетоэлектрических кристаллов с помощью интерференции упругих волн на +z поверхности. // XIV Междунар. н/т конф. «Высокие технол. в промыш. России». Сб. науч. статей. Москва, 11-13 сент. 2008г., с.133-136.

25Крутов В.В. Формирование фотонных кристаллов ИК диапазона с помощью упругих волн СВЧ диапазона. // Научный вестник МИРЭА, 2009, №2 (7), 80-92.

26 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Акусто- интерференционный метод формирования фотонных сегнетоэлектрических кристаллов (+Z-модификация).// Междунар. конф. «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного и оптоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC – 2009). Сб. науч. статей. Москва. 5-7 дек. 2009, с.109-112.

27 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А., Кабин Д.В. Формирование фотонных кристаллов на акустоиндуцированной температурной решётке в сегнетоэлектриках. // XVI Междунар. н/т конф. «Высокие технол. в промыш. России». Сб. науч. статей. Москва, 9-11сент. 2010, с.101-104.

28 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. О возможности формирования нанодоменных сверхрешёток в сегнетополупроводниках с помощью поля СВЧ. // 1-я Научно-практическая конференция по физике и технологии наногетероструктурной СВЧ электроники "Мокеровские чтения". М., МИФИ-2011, с.66- 67.

29 Крутов В.В., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. +Z-модификация акусто- интерференционного метода формирования фотонных кристаллов: расчёт мощности интерференционного импульса. // Междунар. н/т конф. «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC – 2011), ч.2. Москва. 14-17 нояб. 2011, с.15-18.

Тезисы докладов на конференциях и симпозиумах

30 Засовин Э.А., Крутов В.В., Щука А.А. Сегнетоэлектрические структуры для параметрических излучателей ВОЛС большой протяженности. // Тр. Российского н/т общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. Вып. 59-2. Москва, 2004, с.36.

31 Засовин Э.А., Крутов В.В., Щука А.А., Юрин М.Н. Использование СВЧ технологий при формировании регулярных доменных структур в сегнетоэлектриках. // Межрегиональная н/т конф. «Современные проблемы радиоэлектроники». Ростов-на- Дону, 30-31 марта 2006, с.24.

32 Krutov V.V., Mikhalevich V.G., Sigov A.A., Shchuka A.A., Zasovin E.A. Periodical poling in ferroelectrics on temperature grids in presence of acoustic waves. // The Third International Symposium “Micro- and nano-scale domain structuring in ferroelectrics”, Ural State University, Ekaterinburg, Russia, September 13-18, 2009, p.88-89.

33 Крутов В.В., Засовин Э.А., Михалевич В.Г., Сигов А.С., Щука А.А. Биимпульсная гетеротермальная технология формирования доменных структур. // XIX Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков (ВКС – XIX). М., 20 –23 июня 2011 г. Сборник тезисов, с.225.

34 Krutov V.V., Mikhalevich V.G., Sigov A.A., Shchuka A.A. Formation of regular domain structures in a strip microwave resonator. // Joint International Symposium ISFD-11th- RCBJSF, Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia, August 20-24, 2012, p.269.

Изобретения

35А. с. 1468701 СССР, МКИ3 B 23 K 26/00. Способ лазерной обработки / И.П. Башкатов, В.В. Крутов, Е.Г. Точинский (СССР). - №4189626; Заявлено 02.02.87; Опубл. 30.03.89, Бюл. №12.- 6 с: ил.

36Пат. 4937130/10 СССР, МКИ3 G 01 K 7/36.Устройство измерения температуры твёрдых тел. / Киселёв Г.Л., Крутов В.В., Точинский Е.Г., Бирюков В.Н. (СССР); ГФИ РФ. №4937130/10/042123; Заявлено 20.05.91; Опубл. 28.11.91.

Учебные разработки

37 Крутов В.В., Точинский Е.Г. Ультра- и гиперзвук в электронике. М.: МИРЭА - 1994, 74с.

38 Засовин Э.А., Крутов В.В., Черепанов А.К. Оптоэлектроника. Программа, методические указания и типовые (расчетные) задания для самостоятельной работы. М.: МИРЭА - 2006, 32с.

39 Крутов В.В., Засовин В.В. Оптоэлектронные устройства на регулярных доменных структурах в сегнетоэлектриках. Методические указания по выполнению лабораторной работы. М.: МИРЭА - 2004, 12с.