V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics NAS of Ukraine
National Academy of Sciences of Ukraine

Search

Department of Ion Beam Engineering

 romanuk
  Head of Department
  Boris Romanyuk
  Prof. Doctor of Science (Phys.-Math.)
  phone: +38 044 525-5724
  e-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
 
 

Staff

  


Viktor Melnik
Doctor of Science(Phys.-Math.)
phone: 525-6010
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
 oberemok 
Oleksandr Oberemok
Senior Researcher, PhD in Physics
phone: 525-5724
e-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

  IMG 2376c

Yuriy Pedchenko
Researcher
phone: 525-5724
e-mail:

 

Sergey Sapon
Researcher 
phone: 525-5724
e-mail:

 YJhhwjBJafc

 

Victor Fedulov
Lead engineer 
phone: 525-5724
e-mail:

  Eshan_Victor.jpg

 
Victor Yeshan
Lead engineer
phone: 525-5724
e-mail:

  IMG 7003

Victor Nikirin
Junior researcher, lead engineer 
phone: 525-5724
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

  3uW2qFSjGG8

Anatoliy Cosmin
Engineer
phone: 525-5724
e-mail:

 IMG 0840

 
 

Tomash Sabov
Lead engineer
phone: 525-5724
e-mail:  This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

 
Oleksandr Dubikovskyi
Engineer
phone: 525-5724
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
 

 

Клімовська Алла Іванівна
пр.н.с., д. ф.-м. наук

ел. пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Research

The main directions of scientific and technical activity


Physics of semiconductors and nanoscale surface structures, many phase layered structures and thin films, quantum size effects, devices based on surface-sensitive effects (gas sensors, solar photovoltaic cells with combined barriers).

 

  • Investigation of the interaction of accelerated ions with solid state matrices;
  • Physics processes of radiation defect;
  • Surface, surface layers, thin films, and mass transfer processes of self-stimulated ion radiation;
  • Physical phenomena in thermochromic and electrochromic films;
  • Mass spectrometric studies of layered structures;
  • Processes gettering impurities for solar energy;

Achievement

The most important scientific and technical results

 

  • Found effect of increasing the intensity of photoluminescence nanostructures on silicon by low temperature annealing in a nitrogen atmosphere.
  • It is shown that ion implantation in the formation of carbon nanostructures stimulates the growth of silicon oxide phase and rise to photoluminescence bands in the shortwave spectrum.
  • Found effect of ultrasonic irradiation in situ at ion implanting impurities on their diffusion in silicon.
  • Found effect of ion implantation induced relaxation of strained SiGe layers on silicon.
  • Found critical synthesis parameters thermochromic vanadium oxide films high in the ordered phase monoclinic VO2.
  • It is shown that hydrostatic compression influences the synthesis Hidden dielectric layers in silicon

Developments

The most important research and development

 

1. Розроблено нову, альтернативну МПЕ, технологію формування нанорозмірних кристалів кремнію, вбудованих в діелектричну матрицю SiO2 , розвинуто термодинамічну теорію фазового розпаду композиту SiOx, досліджено основні етапи процесу.

Технологія базується на принципі керованої самоорганізації та пасивації а) парами HF поверхневої та (або) УЗ обробки - рекомбінації, вона дозволяє змінювати задану глибину локалізації НК, їх розмір, забезпечити малий розкид по розмірах, отримати високу інтенсивність фотолюмінесценції в широкому діапазоні енергій свічення (відділ №9, відділ №14).

Image by transmission electron microscopy

Зображення методом просвічуючої електронної спектроскопії (TEM) композиту SiOX з кремнієвими нанокристалітами (виділені колами). Нанокристаліти отримані при розпаді SiOX композиту. На вставках: модель нанокристалітів із SiOX оболонкою (a) та без неї, після HF  та  УЗ обробки (b). Технологія є перспективною  для виготовлення перепрограмованої пам’яті (ПП), систем резонансного тунелювання, для виготовлення квантових катодів, люмінесцентних джерел світла, в інтегральних схемах, для використання  в газовій сенсориці.

2. Розроблено наступні високотехнологічні мікро (нано) технології:

  • метод формування надмілких p-n переходів з використанням імплантації з in-situ УЗО;
  • метод двостадійного синтезу плівок діоксиду ванадію, які мають високі параметри термохромного ефекту;
  • створення ефективних люмінесцентних кремнієвих нанокластерних структур;
  • метод калібрування аналітичного обладнання для кількісного прецизійного елементного аналізу;
  • способи створення та оптимізації параметрів компонентів мікросхем високого ступеню інтеграції (< 0,25 мкм): плазмово-хімічне осадження плівок нітриду титану, діелектриків на основі оксидів рідкоземельних елементів та силіцидних плівок;
  • метод іонно-променевого стимульованого формування в кремнії вбудованих прихованих шарів діелектрика з високим вмістом Si-нк (Група 1).

method3. Розроблено компактні модулі фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії.

Робота виконуються за рахунок благодійних внесків, в тому числі і самих виконавців. Цей виріб (далі - модуль) є дослідною розробкою і призначений для використання у польових умовах (зокрема у зоні АТО, геологічних експедиціях, тощо) для живлення і зарядки низьковольтної електронної апаратури (радіостанцій, мобільних телефонів, тепловізорів, планшетів, і т.п.).

photovoltaic module 01

Директор Інституту фізики напівпровідників О.Є. Бєляєв (другий зліва) та учасники проекту (зліва направо): Б.М.Романюк, В.Г. Литовченко, В.П. Мельник поруч з модулями сонячних фотоперетворювачів.

Модуль перетворює енергію сонячного або іншого видимого  світла в електричну енергію. Ця енергія може бути використана безпосередньо для живлення апаратури  при яскравому сонячному освітленні. В інших випадках живлення і зарядка апаратури проводиться від вбудованих в модуль акумуляторів навіть у нічний час. Зарядка вбудованих акумуляторів може проводитися при будь-якому (навіть слабкому) освітленні модуля, наприклад при хмарності. Фотографії модуля наводяться на наступному рисунку.

photovoltaic module 02

photovoltaic module 03

Сонячний модуль у складеному  та у робочому стані. Підключено мобільний телефон, 4 акумулятори та комп’ютер.

Області застосування:

Живлення і зарядка низьковольтної електронної апаратури (радіостанцій, мобільних телефонів, тепловізорів, планшетів, тощо).

Короткий опис:

Модуль включає  дві автономні частини, які в неробочому стані складаються і закриваються на фіксатори. Збоку знаходяться 2 стандартні автомобільні роз'єми. У робочому стані модуль слід відкрити і розташувати в напрямку Сонця. Для зарядки і живлення апаратури з напругою менше 12 В (наприклад, мобільних телефонів) слід застосовувати відповідні адаптери (випускаються серійно для використання в автомобілях). Модуль герметизировано, проте слід уникати зберігання під дощем і на вологих поверхнях (танучий сніг, калюжі). У неробочому стані модуль має бути складений, а розйоми закриті кришками.

Технічні характеристики модуля

Робоча напруга, 
В
Потужність при стандартній 
освітленності (АМ 1,5), 
Вт
Ємність аккумуляторів, 
А·год
Габаритні розміри 
в робочому стані, 
мм
Вага, 
кг
12 20 від 2 до 6 530х460х36 6

Переваги:

Модуль являє собою компактну складану конструкцію, пристосовану для переноски. У модуль вмонтовано акумуляторні батареї, які забезпечують проведення підзарядки пристроїв навіть при відсутності освітлення. Панелі сонячних батарей захищено гартованим склом, що дозволяє використовувати їх в екстремальних умовах. Модулі герметизовані та пофарбовані у камуфляжні кольори. Собівартість розробленої сонячної батареї – близько 3000 грн.

Стан розробки:

На даний час (1 травня 2015 р.) виготовлено і передано до зони АТО 19 модулів. В розробці та виготовленні модулів приймали участь співробітники Інституту фізики напівпровідників Литовченко В.Г., Костильов В.П., Романюк Б.М., Мельник В.П., Попов В.Г., Коркішко Р.М., Мусаєв С.М., Космін А.С.

Equipment

Equipment and installation

  • Ion accelerators with energies of 5 - 200 keV "Vesuvius 1", "5 Vesuvius", "NRA-202";
  • Auger spectrometer ITS 09 10-005
  • Mass spectrometers INA-3, Atomika 6500
  • Scanning electron microscope MREM-200
  • Optical microscope NU-2E, metallographic microscope
  • Interferometer
  • L2-06
  • Device for measuring resistivity and surface resistance
  • Plot grinding and polishing samples
  • Speed ​​photon annealing
  • Installation of measuring the lifetime of carriers
  • Device for measuring photoluminescence spectra
  • Profilers DEKTAK-3030 and AlphaStep-100
  • Units of measurement and thermal properties of electrochromic
  • The laser mass spectrometer enamel-2
  • Plot plasma-chemical etching
  • Land application of photoresist and photolithography

 

equipment1

INA-3

equipment2

DSCN4117

Dektak 3030

 DSCN4109p

 

123P61201-135739

Projects

Of chief topic of NAS Ukraine

 

  • SCIENTIFIC: № III-5-11 "Electrical, optical and adsorption properties of thin film structures with semiconductor nanoinclusions". Deadline: 01/01/2011 - 31/12/2015's.
  • Subject 51/9 number 25-2010 on the project "Development of microelectronic hydrogen sulfide gas sensors based on nanoporous layer to control the environment" Complex scientific and technical program "Sensor systems for medical and environmental and industrial and technological needs" start - in 2010, ending works - 2018r.
  • Number III 10-15 "Development of methods for obtaining and metrological support of complex semiconductors and device structures," 2015 - 2017
  • 1.1.12 "Development and creation of photographic technologies, thermal and electrochromic materials for the regulation of light and heat flows," 2008-2017.
  • 61/15-N "Investigation of ion-stimulated mechanisms nucleation and growth of nanostructured films of transition metal oxides for sensors and catalysts for chemical reactions' 2015-2019 biennium.
  • 1.1.4 / 9 "Development and creation of nanocrystalline technologies structures multi-volatile memory for Information Systems", 2008 - 2017
  • 1.1.6 / 18 "Development and creation of planar technologies structures electrochemical sensors for gas analysis", 2008 - 2017
  • 3.41.12 "Physical, physical and technological aspects of modern-semiconductor-term functional materials and structures for nano- and optoelectronics", 2012 - 2016
  • 14/02/76 "The formation and properties of heterostructures Si \ SiO2 \ Si with built-in silicon dielectric nanoclaster: experiment, modeling, impact of carbon", 2014 - 2015

Publications