14 587 21 0025 Федеральная целевая программа

№ 14. 587. 21. 0025 Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Приоритетное направление: Индустрия наносистем Программное мероприятие: Мероприятие 2. 2 «Проведение исследований по приоритетным направлениям с участием научноисследовательских организаций и университетов Словакии» Соглашение № 14. 587. 21. 0025 от 18. 01. 2016 на период 2016 - 2018 гг. Тема: «Разработка математических моделей, алгоритмов и программного обеспечения для оптимизации производства изделий из сапфира в микро- и наноэлектронике» Руководитель проекта: Малюков Сергей Павлович, д. т. н. , профессор, член-корреспондент РАЕН Получатель субсидии Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» (ЮФУ) Индустриальный партнер Central European Institute of Technology, JSC (CEIT a. s. , Словакия) http: //www. ceitgroup. eu/index. php/en/ Предоставляет комплексные решения для повышения производительности, эффективности и конкурентоспособности промышленным предприятиям. Разработка и внедрение теплового узла нового поколения, состоящего из двух независимо управляемых нагревателей с использованием инновационного блока из двух мощных источников импульсного типа. Проведение экспериментальных работ по вводу в эксплуатацию теплового узла, проведение и оценка результатов тестовых технологических процессов по выращиванию монокристаллов. Ожидаемые результаты проекта 1. Математическая модель процесса кристаллизации сапфира, включающая описание гидродинамических потоков в расплаве и их зависимость от конфигурации температурного поля, создаваемого системой нагревателей с независимым управлением. 2. Алгоритм управления процессом кристаллизации сапфира, основанный на данных видео изображений фронта кристаллизации, для его применения в серийном производстве по выращиванию монокристаллов сапфира. 3. Система экспертной оценки и информационно-математическое обеспечение для повышения эффективности способов управления и автоматизации процесса промышленного производства высококачественных изделий из сапфира. 4. Экспертная система принятия оптимальных технологических решений для выращивания монокристаллов сапфира в тепловом узле, разработанном иностранным партнером. 5. Программное обеспечение для производства изделий из сапфира в микро- и наноэлектронике. Цели и задачи проекта Основной целью совместных исследований проводимых с иностранным партнером (Словакия) является: - на основе данных иностранного партнера создание математической модели процесса выращивания монокристаллов сапфира в гидродинамических потоках расплава с различной конфигурацией температурного поля, применяющегося в ростовых установках нового поколения; - разработка экспертной системы принятия оптимальных технологических решений по выращиванию монокристаллов сапфира, использующихся в изделиях микро- и наноэлектронной промышленности; - создание алгоритмов и программного обеспечения для оптимизации производства изделий из сапфира в микро- и наноэлектронике. Перспективы практического использования - Разрабатываемый тепловой узел нового поколения позволяет обеспечивать желаемый фронт кристаллизации. - Выращенные кристаллы с габаритными размерами 220 x 450 x 50 мм методом горизонтальной направленной кристаллизации должны обладать высокими оптическими качествами, быть безблочными, малодислокационными, без включений, двойников и пузырей. - Перспективами сотрудничества CEIT a. s. и ЮФУ является промышленное внедрение на предприятиях РФ и Словакии усовершенствованного, максимально автоматизированного технологического процесса выращивания крупногабаритных монокристаллов сапфира для производства сапфировых изделий с заданным комплексом свойств, требуемым в микро- и наноэлектронике. - Реализация проекта позволяет рассчитывать на сбыт продукции на самые перспективные рынки - LED, часовых заготовок и оптических применений. Текущие результаты проекта Тепловой узел нового поколения, обеспечивающий желаемый фронт кристаллизации монокристаллов сапфира (CEIT a. s. , Словакия) В процессе реализации проекта проведен аналитический обзор патентов и современной научнотехнической, нормативной, методической литературы, связанной с разработкой теплового узла установки для роста монокристаллов сапфира. № 14. 587. 21. 0025 Разработана математическая модель процесса кристаллизации сапфира, включающая описание гидродинамических потоков в расплаве и их зависимость от конфигурации температурного поля, создаваемого системой нагревателей с независимым управлением. Достижение значений показателей результативности предоставления субсидии. 1) 2 патента (свидетельства), полученных по результатам проекта: - Программа расчета термоупругих напряжений в процессе роста кристаллов сапфира. Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ. № 2016617865 от 15. 07. 2016. - Способ получения чувствительного материала для газового датчика на сапфировой подложке. Патент на изобретение. Заявка № 2016135489 от 31. 08. 2016. 2) 3 статьи в научных изданиях, индексируемых в базе данных Scopus: - Theoretical Research of Laser-Controlled Thermocleavage of Sapphire Wafers. Indian Journal of Science and Technology. 2016. - Laser Sintering of a Ti. O 2 Nanoporous Film on a Flexible Substrate for Application in Solar Cells. Semiconductors, 2016, Vol. 50, № 9, pp. 1198 -1202. - Sapphire in gas sensors production. Nova Science Publishers. 2016. 3) 7 мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки. 4) Подготовлены диссертации на соискание ученой степени д. т. н. «Физико -технологические основы создания подложек сапфира для приборов твердотельной электроники» и к. т. н. «Разработка и исследование датчиков давления на основе структуры кремний на сапфире с использованием лазерных технологий» .