Старшеклассники Екатерина Клюкина и Александр Ванькаев ведут работу над проектом «Разработка и исследование эффекта резистивного переключения в наноразмерных оксидных структурах титана».
Для многих взрослых это название покажется сложным и непонятным. Но Екатерина и Александр чувствуют себя комфортно среди множества специфичных профессиональных терминов и сложного научного оборудования. Школьники свои исследования начали проводить еще полтора года назад на базе подведомственного министерству образования и науки Астраханской области Регионального школьного технопарка. Руководит их деятельностью педагог Сергей Лисицын.
По словам научного руководителя, схожими инициативами он сам занимался в Южном федеральном университете.
«Когда я начал работать в Региональном школьном технопарке в Астрахани и увидел, что здесь есть сканирующий зондовый микроскоп, то сразу понял, что он позволит реализовать такой проект. Мы с Екатериной и Александром приступили к научным исследованиям и на данном этапе уже добились некоторых важных результатов», – поделился Сергей Лисицын.
Как он рассказал, его подопечные на одном из занятий, посвященном нанотехнологиям, сразу заинтересовались данной темой и с удовольствием погрузились в работу. Вскоре их проект стал интересен далеко за пределами региона.
«На одной из конференций в Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук (ИПТМ РАН), где выступали с докладом учащиеся, мы познакомились с ведущим научным сотрудником Сергеем Ковешниковым, который занимается схожей тематикой исследований. Мы пообщались и нашли точки соприкосновения между нашими исследованиями, после чего был заключен договор на сотрудничество в виде научно-исследовательской работы. И мы с ребятами поехали в ИПТМ РАН с нашими образцами, чтобы их исследовать на профессиональном научном оборудовании и получить новые научные результаты», – уточнил Сергей Лисицын.
Ребята работают с гетероструктурой Si/SiO2/Ti. Толщина Ti составляет 20 нанометров. На сканирующем зондовом микроскопе они сканируют и исследуют поверхность Ti, после чего выбирают необходимую область. Далее при помощи метода локального анодного оксидирования, реализованного на сканирующем зондовом микроскопе NTMDT SI NEXT II формируют оксидные наноразмерные структуры Ti, после чего свойства и характеристики дальше исследуются на СЗМ.
Юным астраханским исследователям предстоит доказать, что используемый ими метод и методики являются перспективными. Когда же с помощью инженеров все будет реализовано с точки зрения приборного применения, работа школьников принесет колоссальную пользу. Например, станет возможным создание новых компьютеров, электроники, которые будут работать быстрее, эффективнее и при этом потреблять меньше энергии. А еще станет возможной разработка полностью энергонезависимой памяти для хранения данных. Она, в отличие от популярной сейчас flash-памяти, будет обладать сверхвысокой скоростью действия и малыми размерами ячейки и большим количеством циклов записи.
«Исследование, естественно, не завершено, его еще предстоит доделать, и вариантов доработки много. Но пока наша основная цель – добиться устойчивого переключения из состояния низкоомного сопротивления в высокоомное. В эту сторону мы и работаем», – подчеркнул научный руководитель.
По словам Екатерины Клюкиной, разработчики очень заинтересованы в дальнейшем развитии проекта, активная работа над которым привела их к победам в нескольких конкурсах разного уровня, а также к участию в научной стажировке и конференциях.
Изначально ребята работали на СЗМ учебного класса, а с недавнего времени, когда в регионе открылся Центр одаренных детей (в рамках нацпроекта «Образование»), исследования стали проводить за профессиональным СЗМ. Именно с помощью него получены новые результаты.
«Сейчас мы в 11 классе и после окончания школы планируем дальше развивать свою инициативу и участвовать уже в студенческих конкурсах, возможно даже, – получить грант на исследование. А свое будущее я, безусловно, хочу связать с наукой. Так как во время учёбы в Центре одаренных детей я поняла, что это очень перспективная и интересная сфера деятельности», – поделилась девушка.
Александр Ванькаев тоже считает тематику своей работы актуальной, востребованной и значимой.
«Мне интересно заниматься развитием нашего проекта, ведь мы добились уже больших результатов. Оборудование Центра одаренных детей позволяет нам выполнять поставленные задачи в полном объеме. Прогресс движется вперед, и миру необходимы специалисты, чтобы развивать и улучшать уже имеющиеся технологии и открывать и исследовать новые», – рассказал молодой исследователь.
Ученики Сергея Лисицына получают новые данные, участвуют в различных конференциях и дорабатывают проект.
У научного же руководителя на базе этой тематики появилось множество новых идей. Они заключаются в создании разработок разной степени влияния науки на технологии или смежных областей науки. И некоторые из них уже реализуются. Подробнее о них в других наших материалах.