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

Search

Division of semiconductor nanophotonics

Korbutayk 
Завідувач відділу
д. ф.-м.н., професор
Корбутяк Дмитро Васильович
 
тел.: 044 525 59 44
вн.тел. 3 98
ел. пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Staff

Voznuk
Вознюк Євген Федорович
Пров. інженер-технолог
тел.: 044 525 63 91
вн.тел. 3 97
Vahnayk
Вахняк Надія Дмитрівна
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.- пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
тел.: 044 525 59 44
вн.тел. 3 98
 
Ermakov
Єрмаков Валерій Миколайович
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 4 31
Ivaskevich
Іваськевич Людмила Михайлівна
Інженер 1-ї категорії
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Вн. тел. 3 81
Kalitchuk
Калитчук Сергій Михайлович
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 3 97
Demchina
Демчина Любомир Андрійович.
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 3 97
IMG 0743
Будзуляк Сергій Іванович
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 4 31
Kupchak
Купчак Ігор Мирославович
Ст. наук. співробітник, канд. фіз.- мат. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 3 97
Lotsko
Лоцько Олександр Павлович
Мол. наук. співробітник, канд. техн. наук
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 3 97

 

Kuryk
Курик Андрій Онуфрійович
Аспірант, пров. інженер
ел.-пошта: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тел. 044 525 63 91 
Вн. тел. 3 97

Laboratory №35  Physical basis of electronic semiconductor micro-and nanotechnology

Керівник Анатолій Антонович Євтух

Research directions

Основні напрямки наукової і науково-технічної діяльності відділу

1. Напівпровідникове матеріалознавство та сенсорні системи

2. Фізика низькорозмірних систем, мікро- та наноелектроніка

 

Achievements

Найбільш вагомі наукові і науково-технічні результати:

  • Встановлені домінуючі механізми трансформації домішково-дефектних комплексів в монокристалах CdTe, CdZnTe під дією зовнішніх технологічних обробок (НВЧ-обробка, γ-опромінення, термічний відпал) та знайдені оптимальні режими таких обробок, що приводять до покращення структурної досконалості вказаних монокристалів
  • Формування на поверхні колоїдних нанокристалів CdSe розміром 2-3 нм пасивуючих шарів (оболонок) більш широкозонних напівпровідників CdS та ZnS призводить до зменшення ефективного значення Eg (довгохвильовий зсув краю смуги поглинання та максимуму смуги екситонної фотолюмінесценції) внаслідок збільшення об'єму локалізації фотогенерованого електрона за рахунок його часткового тунелювання у шар CdS чи ZnS. Ефект "пасивації" поверхні нанокристала (зниження кількості дефектів типу обірваних звязків) проявляється в пригніченні "дефектної" смуги фотолюмінесценції (ФЛ) та зростання ефективності екситонної ФЛ у 2-5 разів 
  • Встановлено, що розподіл за розмірами нанокристалів (НК) CdTe в полімерній матриці полідіаладіндиметиламоній хлориду (ПДДА) в результаті тривалої витримки при кімнатній температурі набуває бімодального характеру. Побудована модель зсуву Стокса в квантових точках CdTe в полімерній матриці. Показано, що гігантські зсуви Стокса (~0,6 еВ), що спостерігаються в таких наноструктурах можуть бути пояснені при умові врахування (поряд з короткодіючою) далекодіючої компоненти обмінної електрон-діркової взаємодії
  • Побудована модель резонансного (синглет-триплетного) та нерезонансного (зумовленого розподілом наночастинок за розмірами) зсуву Стокса в колоїдних КТ CdTe в наближенні ефективних мас з врахуванням поляризаційних ефектів, розподілу КТ за розмірами та внеску фононів у формування спектрів поглинання і ФЛ. Показано, що резонансний і нерезонансний зсуви Стокса в КТ CdTe досягають значень 50-100 меВ і 150-250 меВ, відповідно, в діапазоні розмірів КТ 1,5 - 3 нм. Порівняння розрахованих залежностей зсуву Стокса з виміряними експериментально показало добре узгодження у всьому діапазоні розмірів нанокристалів.
  • Розроблена модель екситонної фотолюмінесценції нанокристалів Si і Ge в оксидних матрицях SiO2, GeO2 та Al2O3 з врахуванням скінченності потенціального бар’єру і ефекту діелектричного підсилення кулонівської взаємодії носіїв заряду
  • Виявлена залежність розмірів КТ CdTe в колоїдних розчинах від хімічного складу пасиватора. Показано, що L-цистеїн створює більш слабкі зв’язки з поверхнею CdTe, ніж тіогліколева кислота, що сприяє "освальдівському дозріванню" і відповідному збільшенню розмірів КТ.
  • Розроблені методи вимірювання тензорезистивних характеристик сильно деформованих монокристалів кремнію та германію, які дозволяють створити датчики великих тисків, що здатні працювати в широкому температурному діапазоні (4,2 - 300 К). Виявлений ефект деформаційно-індукованого переходу метал-ізолятор в n-Si та n-Ge, який дає можливість створити порогові датчики тиску
  • Виготовлені дослідні зразки детекторів гамма-  і рентгенівського випромінювання на основі монокристалів CdTe і CdZnTe та показана можливість їх використання в якості активних елементів медичних рентгенометрів та портативних приладів радіаційного моніторингу і контролю за переміщенням радіоактивних речовин
  • Вперше встановлено, що у квантово-розмірних структурах різного типу при малих розмірах квантування (менше 5 нм) внаслідок осциляцій в перекритті електронних і діркових хвильових функцій стає суттєвим квантово-механічний ефект немонотонної залежності випромінювального часу життя екситонів від розміру структури, який приводить до чіткого прояву у вимірюваних спектрах ФЛ кількох смуг люмінесценції з різними часами затухання
  • Встановлені механізми випромінювальної рекомбінації в надкороткоперіодних надгратках GaAs/AlAs з шириною квантових ям і бар'єрів, що складає 1 -3 моношари об'ємного матеріалу
  • Показано, що в несиметричних короткоперіодних надгратках GaAs/AlAs, у яких ширина бар'єру вдвічі менша від ширини квантової ями, спостерігаються прямі випромінювальні переходи з інтенсивністю фотолюмінесценції в 3- 5 разів більшою, ніж в симетричних надгратках з однаковою шириною квантової ями 
  • При збудженні спектрів фотолюмінесценції фемптосекундними лазерними імпульсами виявлені особливості динамікиекситонної рекомбінації в квантових надгратках GaAs/AlAs, пов'язані, зокрема, у надгратках з товщиною шарів GaAs порядку і більше радіуса екситона з переключенням рекомбінаційних каналів легкі-важкі екситони, що відбувається в інтервалі ~ 230 пс, а у надгратках з товщиною квантових ям в ~ 1,5 рази меншою від об'ємного значення радіуса екситона в GaAs - з локалізацією вільних екситонів на гетеромежах протягом ~ 150 пс
  • Проведені порівняльні дослідження спектрів низькотемпературної фотолюмінесценції симетричних ((GaAs)n/(AlAs)n) та антисиметричних ((GaAs)n/(AlAs)m, m=n/2) короткоперіодних квантових надграток (НГ). Показано, що зменшення товщини бар'єру приводить до зміни типу випромінювальних переходів, зумовленої переходом мінімуму зони провідності з Xz-точки AlAs в Г-точку GaAs. Це, в свою чергу, приводить до значного зростання інтенсивності фотолюмінесценції

Developments

Найбільш вагомі науково-технічні розробки 

  • Розроблені та виготовлені напівпровідникові детектори радіоактивного випромінювання на основі монокристалів CdTe, перспективні для використання в дозиметрах, медичній апаратурі тощо
  • Спільно з НВКП "Спаринг-Віст" (м. Львів) розроблені професійні індивідуальні дозиметри гамма-випромінювання з використанням CdTe-детекторів
  • Розроблений спосіб вирощування в атмосфері водню монокристалів CdTe та CdZnTe, перспективних для виготовлення неохолоджуваних детекторів рентгенівського та гамма-опромінення , фотоприймачів, фотоперетворювачів та інших напівпровідникових приладів.
  • Розроблений спосіб підвищення чутливості і радіаційної стійкості CdTe- та CdZnTe-детекторів іонізуючого випромінювання шляхом проведення низькодозового НВЧ-опромінення пластин, з яких виготовляються детектори
  • Розроблений спосіб виготовлення світловипромінюючого пристрою на основі квантових точок телуриду кадмію
  • Розроблений новий спосіб виготовлення оптрона, в якому фотоприймачем є гетероелемент, виготовлений з шаруватих напівпровідників GaSe та InSe, а світловипромінюючий пристрій виконаний у вигляді електролюмінесцентної багатошарової полімерної матриці з квантовими точками телуриду кадмію, яка нанесена на поверхню GaSe.

Equipments

Вимірювальний комплекс для низькотемпературних досліджень

оптичних і люмінесцентних властивостей напівпровідників А2В6, А3В5 

та квантово-розмірних структур на їх основі 

IMG 1471

Характеристики:

Температурний діапазон 4.2 - 300 К

Установка для досліджень електрофізичних властивостей

високоомних монокристалів CdTe та CdZnTe

 IMG 0729

 

Projects

Державні та міжнародні програми і проекти

  • Проект в рамках програми "Нанотехнології та наноматеріали":

 - Розробка методик формування наноструктурованих об'єктів на поверхні напівпровідників типу А2В6 методами хімічного травлення та колоїдного синтезу в розчинах, інкорпорація в твердотільні матриці і дослідження оптичних та електрофізичних властивостей (2010-2014)

  • Проект в рамках цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України:

 - Дослідження механізмів підсилення фотоструму та фотолюмінесценції в напівпровідникових наноструктурах, сформованих в оксидних і полімерних матрицях (2010-2014)

 - Розробка ефективних методик синтезу нанокристалів CdTe, дослідження їх люмінесцентних властивостей та створення високоефективних світловипромінюючих пристроїв на їх основі (2012-2013)

  • Проект УНТЦ

 - Виготовлення CdTe детекторів радіоактивного випромінювання та екологічно шкідливих газів" (1996 - 1998)

  • Проекти МОН України:

 - Нейтральні і заряджені екситони в наноструктурах (2004)

 - Теоретичні і експериментальні дослідження випромінювальних процесів в кремнієвих і германієвих наноструктурах (2007)

 - Розроблення і оптимізація ефективних методів вирощування та збагачення ізототопом 82Se монокристалів ZnSe та процесів хімічного полірування їх поверхні для виготовлення робочих елементів низькотемпературних сцинтиляційних болометрів (2011-2012)

  • Проекти Державного фонду фундаментальних досліджень України:

 - Люмінесцентні характеристики та стуктура квантових надграток з коругованими гетеромежами (1999-2000);

 - Розробка нових типів детекторів високоенергетичних ядерних випромінювань (1999 - 2000)

 - Екситонні стани та міжчастинкові взаємодії в напівпровідникових наноструктурах (2004 - 2006)

 - Нанозондові та оптичні дослідження впливу структурованих металічних шарів на випромінювання та розсіювання світла в напівпровідникових структурах (2007-2008)

 - Випромінювання та розсіяння фотонів напівпровідниковими квантовими точками в середовищах з різною топологією (плівки, фотонні кристали, плазмонні наноструктури (2011-2012)

 - Синтез нанокристалічних сполук А2В6 та дослідження їх оптичних і люмінесцентних властивостей (2011-2012)

 - Напівпровідникові нанокристали (квантові точки) як перспективні раманівські маркери для біомедичного застосування (2013-2014)

  • Проекти по програмі "Сенсорика":

- Розробка імпульсного медичного рентгенометра на основі напівпровідникових детекторів (2002-2005)

- Розробка та виготовлення радіаційно-стійких напівпровідникових сенсорів гамма-випромінювання (2004-2005)

- Розробка багатофункціональних сенсорних систем для оснащення автоматизованих комплексів радіаційно-екологічного моніторингу  (2005-2007)

- Розроблення і створення багатофункціональних приладів радіаційного моніторингу (2008-2012)

- Розроблення та створення високоефективних нанокристалічних світлодіодів (2008-2012)

  • Проекти по програмі "Сертифікація":

 - Люмінесцентна діагностика структурної досконалості, мікронеоднорідностей гетеромеж, електронно-діркових та геометричних параметрів квантово-розмірних структур (2002 - 2004)

 - Розробка методів контролю параметрів напівпровідникових контролю параметрів напівпровідникових детекторів іонізуючого випромінювання (2004-2005)

 - Розробка люмінесцентних методів діагностики стану поверхні та неоднорідності наноструктур на основі напівпровідникових сполук А2В6, А3В5 (2006-2007)

Publications

2017