Department of Surface Physics and Semiconductor Nanophotonics

Details: Hits: 10616

Department of Surface Physics and Semiconductor Nanophotonics

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

	Вознюк Євген Федорович Пров. інженер-технолог тел.: 044 525 63 91 вн.тел. 3 97
	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
	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
	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
	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
	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
	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
	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
	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
	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 E_g (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 X_z-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

Характеристики:

Температурний діапазон 4.2 - 300 К

Установка для досліджень електрофізичних властивостей

високоомних монокристалів CdTe та CdZnTe

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

2019

Search

Nav view search

Navigation