Федеральная научно-техническая программа развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы.


openbottom3Выполнение работ по соглашению № 075-11-2021-086

По Соглашению о предоставлении субсидии от «22» декабря 2021 г. №075-11-2021-086 (внутренний номер 15.СИН.21.0008) с Минобрнауки России в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы выполняется Проект «Разработка и развитие основных элементов государственной системы обеспечения единства измерений на источниках синхротронного излучения для контроля качества ключевых узлов и деталей изделий промышленности с международным признанием результатов»

Цели исследовательской программы (проекта):

  1. реализация следующих мероприятий Федеральной программы:
    • мероприятия по проведению синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач,
    • мероприятия по созданию сетевой синхронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации,
    • мероприятия по подготовке специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня;
  2. разработка государственной системы обеспечения единства измерений на источниках синхротронного излучения и нейтронов;
  3. модернизация метрологического канала Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов»;
  4. создание первичного радиометрического источника на основе синхротронного излучения в рамках реализации принятого на 26-й Генеральной конференции мер и весов принципа определения единиц измерений СИ через фундаментальные физические константы.

Задачи исследовательской программы (проекта):

Принципиально новые фундаментальные задачи:

  • Проведение исследований в области использования синхротронного источника в качестве эталонного источника излучения, основанного на использовании фундаментальных физических констант, для высокоточного воспроизведения и передачи единиц спектрорадиометрии рентгеновского, УФ, видимого и ИК излучения;
  • Проведение международных исследований и сличений с РТВ и другими метрологическими институтами;
  • Создание и исследование элементов полимерной рентгеновской оптики.

Крупные прикладные задачи:

  • Формирование технического облика центров аттестации и сертификации ключевых изделий промышленности на основе синхротронного излучения, состоящих из трех зон/элементов: зона белого излучения, зона спектральной селекции и компарирования детекторов, зона криогенного радиометра;
  • Полная модернизация экспериментальной станции (канал «Метрология») Курчатовского источника синхротронного излучения, включая каналы вывода излучения для создания Центра аттестации изделий промышленности с использованием синхротронного излучения.
  • Разработка и аттестация ряда подходов и методик измерения параметров функциональных и конструкционных материалов, тонких пленок и других изделий промышленности на экспериментальных станциях Курчатовского источника синхротронного излучения.

Проект будет выполняться коллективом, составленным из сотрудников ФГУП «ВНИИОФИ», НИЦ «Курчатовский институт» и МФТИ. Каждый из привлекаемых сотрудников является ученым с высокой квалификацией, автором многочисленных работ в российских и международных рецензируемых журналах, индексируемых в международных базах цитирования Scopus и WoS. Часть из ученых обладает большой педагогической практикой.

На этапе № 1 в период с «22» декабря 2021 г. по «31» декабря 2021 г. за счет внебюджетных средств выполнялись следующие работы:

Работы выполняемые МФТИ:

  • Расчёт процессов легирования тонких пленок оксида гафния и изготовление тестовых конденсаторов на их основе;
  • Изготовление функциональных тонкопленочных структур и изготовление прототипов устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии на их основе;
  • Лабораторная характеризация прототипов устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии на основе функциональных тонкопленочных структур;
  • Разработка технологических основ изготовления тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторов для использования в пьезоэлектрических генераторах и устройствах фотоники и микроэлектроники;
  • Исследование и выбор оптимальных (мет)акрилатсодержащих компонент фотоинициирущих систем для 3D печати преломляющих линз для рентгеновской микроскопии.

Работы выполняемые ВНИИОФИ:

  • Проведение тестовых измерений детекторов с использованием СИ канала источника Сибирь-1 для подготовки к проведению международных сличений.

На этапе № 1 были получены следующие результаты:

Результаты полученные МФТИ:

  • Экспериментальные образцы тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторов на основе легированного оксида гафния;
  • Экспериментальные образцы прототипов наноустройств на основе функциональных тонкопленочных структур;
  • Результаты исследований свойств прототипов наноустройств на основе функциональных тонкопленочных структур;
  • Технологические основы создания тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторов с требуемыми электромеханическими свойствами;
  • Результаты выбора (мет)акрилатсодержащих компонент фотоинициирущих систем для создания рентгеновских линз.

Результаты полученные ВНИИОФИ:

  • Результаты измерений параметров детекторов;
  • Методика калибровки, программа сличений.

На этапе № 2 в период с «01» января 2022 г. по «31» декабря 2022 г. выполнялись следующие работы:

Работы выполняемые ВНИИОФИ:

  • Проведение теоретических и экспериментальных исследований в области использования синхротронного источника в качестве эталонного источника излучения, основанного на использовании фундаментальных физических констант, для высокоточного воспроизведения и передачи единиц спектрорадиометрии рентгеновского, УФ, видимого и ИК излучения;
  • Разработка сверхвысоковакуумной камеры экспериментальной станции канала для первичной радиометрии на «белом» пучке;
  • Изготовление сверхвысоковакуумной камеры экспериментальной станции канала для первичной радиометрии на «белом» пучке;

В том числе за счет внебюджетных средств были выполнены следующие работы:

  • Метрологическая аттестация разработанных на 2 этапе методик измерений
  • Проведение исследований образцов детекторов
  • Подготовка к модернизации экспериментальной станции (канал «Метрология») и формирование технического облика центров аттестации и сертификации ключевых изделий промышленности на его основе.

Работы выполняемые НИЦ «Курчатовский институт»:

  • Апробация методик измерения параметров изделий промышленности на экспериментальных станциях Курчатовского источника синхротронного излучения;
  • Модернизация сверхвысоковакуумного канала вывода синхротронного излучения;

В том числе за счет внебюджетных средств были выполнены следующие работы:

  • Подготовка к модернизации сверхвысоковакуумного канала вывода синхротронного излучения для экспериментальной станции центра аттестации и сертификации ключевых изделий промышленности (канал «Метрология»).

Работы выполняемые МФТИ:

  • Отработка лабораторного технологического регламента и изготовление с помощью аддитивной технологии 3D печати (фемтосекундная двухфотонная фотополимеризация) образцов асферических преломляющих линз из полимерных и гибридных материалов для рентгеновской микроскопии с использованием СИ;
  • Анализ накопленных данных и разработка методики измерений электронных и химических свойств в функциональных тонкопленочных структурах прототипов устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии in operando методом высокоэнергетической фотоэмиссионной спектроскопии (HAXPES) с использованием источников СИ;
  • Разработка методики измерений скорости деградации из-за эволюции фазового состава функциональных тонкопленочных структур в прототипах устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии in operando методом рентгеновской дифракции с использованием источников СИ;
  • Разработка методики измерений магнитных свойств индивидуальных слоев в функциональных тонкопленочных структурах прототипов устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии in operando на основе методов XAS/XMCD с использованием источников СИ;
  • Разработка методики измерений кинетических параметров сегнетоэлектрического переключения в прототипах элементов памяти in operando методом аномальной рентгеновской микродифракции с использованием источников СИ;
  • Реализация образовательной программы по тематике создания и применения источников синхротронного излучения для студентов, проходящих обучение в бакалавриате;
  • Модернизация программ образовательных курсов и разработка для них учебных планов и учебно-методических материалов по тематике создания и применения источников СИ.

В том числе за счет внебюджетных средств были выполнены следующие работы:

  • Исследование пьезо- и электромеханических свойств тонких функциональных пленок в прототипах устройств пьезоэлектрических генераторов и устройств фотоники и микроэлектроники и их эволюции во время работы методами сканирующей зондовой микроскопии;
  • Изготовление прототипов устройств наноэлектроники для отработки методов измерений магнитных, электронных и химических свойств;
  • Разработка требований к параметрам элементов полимерной рентгеновской оптики и проведение исследований материалов органических и гибридных фоторезистов для оценки применимости в экспериментальных каналах источников СИ;
  • Проведение исследований лучевой стойкости в интенсивном рентгеновском пучке синхротронного излучения рентгеновских линз из полимерных и гибридных материалов;
  • Разработка методики измерений пьезо- и электромеханических свойств функциональных структур в прототипах устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии in operando методом рентгеновской дифракции с использованием источников СИ;
  • Разработка методики измерений фазового состава функциональных структур в прототипах устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии методом рентгеновской дифракции с использованием источников СИ;
  • Расчёт геометрий тонкопленочных структур, обеспечивающих необходимые электромеханические параметры пьезоэлектрического слоя;
  • Расчёт механических напряжений в функциональных слоях гибких тонкоплёночных конденсаторов для использования в гибкой электронике и устройствах сбора энергии из окружающей среды.

Работы выполняемые совместно:

  • Экспериментальная проверка образцов асферических преломляющих линз (выполнялось МФТИ совместно с НИЦ «Курчатовский институт»);
  • Модернизация экспериментальной станции (канал «Метрология») в части инсталляции сверхвысоковакуумной камеры экспериментальной станции канала для первичной радиометрии на «белом» пучке (выполнялось ВНИИОФИ совместно с НИЦ «Курчатовский институт»);
  • Модернизация экспериментальной станции (канал «Метрология») в части инсталляции оптической системы первичной спектральной фильтрации и коллимации синхротронного излучения (выполнялось ВНИИОФИ совместно с НИЦ «Курчатовский институт»);

На этапе № 2 были получены следующие результаты:

Результаты полученные МФТИ:

  • Изготовлены экспериментальные образцы асферических преломляющих линз для рентгеновской микроскопии с использованием СИ;
  • Разработана методика измерений электронных и химических свойств в функциональных тонкопленочных структурах на основе метода HAXPES;
  • Разработана методика измерения скорости деградации из-за эволюции фазового состава функциональных тонкопленочных структур в прототипах устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии;
  • Разработана методика измерений магнитных свойств индивидуальных слоев в функциональных тонкопленочных структурах прототипов наноустройств электроники и экологически чистых источников энергии in operando на основе методов XAS/XMCD;
  • Получены результаты экспериментальных исследований кинетических параметров сегнетоэлектрического переключения в прототипах элементов памяти in operando методом аномальной рентгеновской микродифракции;
  • Разработана методика измерения кинетических параметров сегнетоэлектрического переключения в прототипах элементов памяти;
  • Получены результаты экспериментальных исследований пьезоэлектрических коэффициентов тонких пленок в прототипах устройств пьезоэлектрических генераторов и устройств фотоники и микроэлектроники, полученные методами сканирующей зондовой микроскопии;
  • Изготовлены чипы с образцами устройств, оптимизированные для проведения in operando измерений;
  • Разработаны требования к параметрам элементов полимерной рентгеновской оптики;
  • Получены результаты оценки применимости элементов полимерной рентгеновской оптики для использования в экспериментальных каналах источников СИ;
  • Получены результаты экспериментальных исследований лучевой стойкости в интенсивном рентгеновском пучке СИ рентгеновских линз из полимерных и гибридных материалов;
  • Получены результаты исследований пьезоэлектрического коэффициента тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторов с использованием российских и зарубежных источников СИ;
  • Разработана методика измерений пьезоэлектрического коэффициента тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторов;
  • Получены результаты измерений фазового состава функциональных структур в прототипах устройств наноэлектроники и экологически чистых источников энергии с использованием российских и зарубежных источников СИ Методика измерений фазового состава функциональных структур;
  • Разработана численная модель тонкопленочных функциональных структур;
  • Получены результаты расчёта механических напряжений в функциональных слоях гибких тонкоплёночных пьезоэлектрических конденсаторах;
  • Подготовлены специалисты по тематике создания и применения источников СИ из числа студентов бакалавриата МФТИ и слушателей (не менее 40 чел.);
  • Разработаны учебные планы, учебно-методические материалы, программы образовательных курсов по тематике применения источников СИ (не менее 2).

Результаты полученные НИЦ «Курчатовский институт»:

  • Получены результаты апробации и экспериментальной оценки показателей точности измерений;
  • Создана инфраструктура для вывода и транспортировки пучка синхротронного излучения в оптический хатч;
  • Разработаны усовершенствованная конструкция сверхвысоковакуумного канала вывода синхротронного излучения для экспериментальной станции центра аттестации и сертификации ключевых изделий промышленности.

Результаты полученные ВНИИОФИ:

  • Получены результаты теоретических и экспериментальных исследований в области использования синхротронного источника в качестве эталонного источника излучения, основанного на использовании фундаментальных физических констант, для высокоточного воспроизведения и передачи единиц спектрорадиометрии рентгеновского, УФ, видимого и ИК излучения;
  • Создана инфраструктура для вывода и транспортировки пучка синхротронного излучения в оптический хатч;
  • Аттестованы методики измерений;
  • Получены результаты экспериментальных исследований образцов детекторов;
  • Разработаны варианты конструкции сверхвысоковакуумной камеры, интерфейсных и вспомогательных элементов. Перечень дополнительного оборудования и узлов, необходимых для эксплуатации;
  • Изготовлена сверхвысоковакуумная камера экспериментальной станции канала для первичной радиометрии на «белом» пучке;
  • Разработан типовой проект создания центров аттестации и сертификации ключевых изделий промышленности.

Результаты полученные ВНИИОФИ совместно с НИЦ «Курчатовский институт»:

  • Создана инфраструктура для первичной радиометрии на «белом» пучке синхротронного излучения;
  • Создана инфраструктура для первичной спектральной фильтрации и коллимации синхротронного излучения.

Результаты полученные МФТИ совместно с НИЦ «Курчатовский институт»:

  • Получены результаты исследований применения образцов фотополимерных асферических преломляющих линз для рентгеновской микроскопии с использованием СИ.

Услуги

ФГБУ «ВНИИОФИ» оказывает услуги по
поверке, калибровке средств измерений, аттестации методик проведения измерений

Продукция

В соответствии с положениями устава ФГБУ «ВНИИОФИ» изготавливает и реализует высокоточные средства измерений

Метрологические характеристики могут уточняться в договорах на поставку конкретных средств измерений

ЭТАЛОННАЯ БАЗА

На базе ФГБУ «ВНИИОФИ» размещена уникальная база
государственных первичных эталонов

Copyright ВНИИОФИ | 2009 - 2023 | Написать разработчику |
Яндекс.Метрика