Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України
Національна академія наук України

Пошук

Відділ напівпровідникових гетероструктур

01 - Венгер Євген Федорович 

 

Керівник відділу

д. фіз.-мат. наук, професор, чл.-кор. НАН України

 

Венгер Євген Федорович


тел./факс. 525-25-93, вн. тел. 4-00

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Склад відділу

02 - Матвеєва Людмила Олександрівна

Матвеєва Людмила Олександрівна

заст. зав. від., гол. н. сп., д. фіз.-мат. наук, професор

тел. 525-83-17, вн. тел. 2-45 (к.342, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
 05 - Калабухова Катерина Миколаївна  

Калабухова Катерина Миколаївна

пр. н. сп., д. фіз.-мат. наук

вн. тел. 2-58 (к.139-140, 51, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 06 - Лукін Сергій Миколайович  

Лукін Сергій Миколайович

пр. н. сп., д. фіз.-мат. наук, професор

вн. тел. 2-57 (к.204, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 07 - Пісковий Віллі Миколайович  

Пісковий Віллі Миколайович

пр. н. сп., д. фіз.-мат. наук

тел. 525-61-75, вн. тел. 4-98 (к. 405, корп. 1)

 08 - Баран Микола Прокопович  

Баран Микола Прокопович

ст. н. сп., к. фіз.-мат. наук

вн. тел. 4-76 (к.49, корп.1)
 09 - Кирилова Світлана Іллівна  

Кирилова Світлана Іллівна

ст. н. сп., к. фіз.-мат. наук

вн. тел. 3-28 (к.264, корп.1)
 11 - Сіднєв Олександр Борисович  

Сіднєв Олександр Борисович

ст. н. сп.

вн. тел. 5-50 (к.103, корп.5)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 12 - Шеховцов Леонід Валентинович  

Шеховцов Леонід Валентинович

ст. н. сп., к. фіз.-мат. наук

вн. тел. 3-28 (к.264, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 13 - Савченко Дарія Вікторівна  

Савченко Дарія Вікторівна

н. сп., к. фіз.-мат. наук

вн. тел. 2-58 (к.139-140, 51, корп.1)

ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 14 - Гончаренко Анатолій Володимирович  

Гончаренко Анатолій Володимирович

докторант, к. фіз.-мат. наук

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 15 - Двойненко Михайло Михайлович  

Двойненко Михайло Михайлович

докторант, к. фіз.-мат. наук

вн. тел. 5-91 (к.112, корп.5)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 16 - Галушко Тетяна Олегівна  

Галушко Тетяна Олегівна

пров. інж.

вн. тел. 5-50 (к.103, корп.5)
 17 - Коллюх Валентина Борисівна  

Коллюх Валентина Борисівна

пров. інж.

тел. 525-63-61, вн. тел. 3-37 (к.117, корп.5)
 18 - Колядіна Олена Юріївна  

Колядіна Олена Юріївна

н.с.

тел. 525-83-17, вн. тел. 2-45 (к.342, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 19 - Марічева Ірина Леонідівна  

Марічева Ірина Леонідівна

м.н.с.

вн. тел. 5-26 (к.118 корп.5)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 20 - Матіюк Іполит Миколайович  

Матіюк Іполит Миколайович

м.н.с.

тел. 525-83-17, вн. тел. 4-66, 2-45 (к.347, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 21 - Нелюба Павло Леонідович  

Нелюба Павло Леонідович

н.с.

тел. 525-83-17, вн. тел. 4-66 (к.347, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 23 - Сітніков Олександр Олександрович  

Сітніков Олександр Олександрович

м.н.с.

вн. тел. 5-54 (к.138, корп.1)

ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Лабораторія № 41 Лабораторія модуляційно-поляризаційної спектроскопії (МПС)

Керівник Сердега Борис Кирилович

Лабораторія № 42 Лабораторія багатофункціональних композитних матеріалів

Керівник Борковська Людмила Володимирівна 

Лабораторія № 43 Лабораторія напівпровідникових сенсорів ультрафіолетового випромінювання

Керівник Павелець Сергій Юрійович

Лабораторія № 44 Лабораторія резонаторних джерел інфрачервоного випромінювання

Керівник Ліптуга Анатолій Іванович

Лабораторія № 45 Лабораторія анізотропних напівпровідників

Керівник Козловський Сергій Іванович

Лабораторія № 46 Лабораторія фізико-технологічних проблем сенсорної електроніки

Керівник Мітін Вадим Федорович

 

Дослідження

Дослідження відділу

Відділ створений в 1982р. на базі існуючої лабораторії напівпровідникових гетеропереходів. Очолив його доктор фіз.-мат. наук, професор Юрій Олександрович Тхорик (1928-1996 рр.). З 1991р. відділ очолює чл.-к. НАН України, доктор фіз.-мат. наук Венгер Євген Федорович.

Основні напрямки дослідження відділу:         

  • створення нових матеріалів і гетероструктур, в тому числі квантово-розмірних
  • дослідження фізичних властивостей гетероепітаксійних плівок і внутрішніх меж поділу в напівпровідникових гетеросистемах у зв’язку з їх реальною структурою та впливом зовнішніх чинників
  • процеси структурної релаксації, релаксації внутрішніх механічних напружень та радіаційно-стимульовані ефекти в гетеросистемах
  • фізико-технологічні проблеми сенсорної техніки
  • діагностика якості матеріалів і гетероструктур з використанням модуляційної спектроскопії електровідбивання світла, поверхневої фотоерс і радіоспектроскопії

 

Досягнення

Досягнення відділу

Створено технологію отримання плівок Ge та твердих розчинів Ge-Si на підкладках GaAs і Si методом термічного випаровування у вакуумі, в тому числі гетеросистем з сильно легованими і сильно компенсованими плівками GeВперше виявлені відмінності енергетичного спектру носіїв заряду в тонких плівках і кристалах германію: наявність хвостів густини станів в забороненій зоні плівки, відсутні в об’ємному Ge, зсув краю поглинання та деформаційне розщеплення зон легких і важких дірок валентної зони під дією внутрішніх механічних напружень, поява акцепторної домішкової зони, розташованої на відстані ~ 0,1 еВ від вершини валентної зони, а концентрація рівнів і її енергетичне положення визначаються структурною досконалістю плівок. Вперше виявлені різні механізми провідності в плівках Ge (стрибкова і по домішковій зоні), а також перколяційні ефекти.

Вперше виявлено вплив електронного, лазерного та γ-опромінення, ультразвукової дії на дислокаційну морфологію гетероепітаксійних систем, явище радіаційно-стимульованої релаксації внутрішніх механічних напружень в гетеросистемах та радіаційно стимульованого впорядкування дислокаційної структури на межі поділу плівка-підкладка, що дозволило запропонувати нові методи радіаційної технології виготовлення гетеросистем.

По результатам дослідження ефекту електровідбивання світла і поверхневої фотоерс виявлені особливості електронних процесів в світловипромінюючих кремнієвих наносистемах в залежності від технології їх виготовлення, встановлено зв’язок між електровідбиванням, фотолюмінесценцією і спектром електронних станів в наносистемах, отриманих різними технологіями, що є важливим для практичного впровадження нових наноструктур в наноелектроніку. Встановлено, що енергетичний спектр наносистем із квантовими точками містить оптичні переходи, які характерні й для поруватих кремнієвих структур. Енергії оптичних переходів, розсіяння збуджених світлом носіїв заряду, рухливість, час їх енергетичної релаксації залежать від технології виготовлення структур.

Запропоновано механізми релаксації внутрішніх механічних напружень в гетеросистемах, з’ясовано роль концентраторів напружень при зародженні та розповсюдженні дислокацій, встановлено зв’язок між розподілом дислокацій, механічними напругами та кривизною зігнутої ними гетеросистеми.

Методом модуляційної спектроскопії електровідбивання виявлено вплив квантово-розмірного ефекту і внутрішніх механічних напружень на межі поділу підкладинка GaAs -пасивуюча плівка Ga2S3 на ефективність сульфідної електронної пасивації поверхні арсеніда галію, що важливо для її використання в електронній, оптоелектронній і сенсорній техніці. Встановлено, що зменшення внутрішніх напружень і енергії квантованого рівня, збільшення поверхневої квантової ями покращують електронні параметри пасивованої поверхні GaAs.

За результатами дослідження впливу умов термічного осадження фулеренів C60 на структуру, склад, оптичні та механічні властивості плівок з фулеренами встановлено, що вони визначаються швидкістю осадження фулеренів, яка залежить від взаємодії термічно збуджених молекул з підкладкою. Фізичні властивості плівок можна модифікувати шляхом зміни температури джерела сублімації молекул C60 або розміщенням підкладки по відношенню до нього.

По результатам вимірювання спектрів ЕПР, ЕСЛ та ІЧ спектрів біогенного та штучного апатиту після його опромінення виявлено наявність в них карбонатних, нітратних та фосфатних радикалів, визначено параметри парамагнітних радикалів та зроблено висновок про їх положення в структурі апатиту.

Встановлені режими плазмової обробки для оптимізації електронних параметрів і механічних напружень в гетеросистемах Si-SiO2.

В результаті проведених досліджень методами ЕПР та фото ЕПР напівізолюючих зразків 4HSiC, виготовлених при різних технологічних умовах, виявлена смуга з макисмумом при 2.4 еВ, яка пов’язана з присутністю домішки титану, а також смуга з краєм поглинання 2.75 еВ, яка викликана донорно-акцепторною рекомбінацію між домішками азоту та алюмінію. На основі вивчення фото ЕПР спектрів було встановлено, що глибокий донорний дефект з більш глибоким рівнем залягання, ніж азот, є головним дефектом, що контролює процес рекомбінації нерівноважних носіїв у напівізолюючому 4Н політипі карбіду кремнію.

В результаті дослідження температурних та електропольових залежностей поверхневої фото-ерс на поверхнях германію, кремнію та GаАs вперше показано, що при електропольових дослідженнях визначаються параметри ефективних поверхневих електронних станів, які розміщені як на межі поділу напівпровідник-поверхнева плівка, так і в самій плівці. Сульфідування GаАs(100) стабілізує поверхню, виключаючи перебудову системи ПЕС зі зміною температури. Найбільш придатним діелектриком для створення МДН-систем на германії є подвійна плівка CaF2-SiO2 при попередньому сульфідуванні або хлоруванні поверхні германію.

Встановлено, що світловипромінюючий кремній залишається непрямозонним напівпровідником, а видима фотолюмінесценція обумовлена прямою рекомбінацією збуджених світлом електронів і дірок в квантовій ямі в центрі зони Бріллюена з участю зони глибоких локалізованих станів, які зв'язані з наявністю кисню на поверхні кремнію. Показано, що ефективність радіаційно-стимульованої релаксації механічних напружень визначається видом іонізуючої радіації.

Сукупність досліджень методом електронного парамагнітного резонансу і подвійного електронного ядерного резонансу та їх температурних залежностей з використанням вимірювання на кількох мікрохвильових частотах (9, 37, 140 ГГц) надала можливість встановити моделі парамагнітних центрів бору у нееквівалентних позиціях гратки карбіду кремнію та з’ясувати електронну структуру домішки азоту у політипах карбіду кремнію.

Встановлено, що при малих пересиченях і низьких швидкостях росту в умовах стимульованої гетероепітаксії зберігається морфологічна стабільність поверхні напівпровідникових плівок, отриманих імпульсним термічним осадженням. Запропонований механізм виникнення механічних стискуючих напруг в плівках а-С:Н на кремнієвих підкладках. Показано, що оптичні властивості даних плівок визначаються розміром і ступенем досконалості ближнього порядку графітоподібних нанокристалітів.

Методом модуляційної спектроскопії електровідбивання встановлено вплив нейтронного опромінення та термообробки на електронні властивості, внутрішні механічні напруження та структурну досконалість кристалів кремнію при утворенні преципітатів SiO2. Встановлена енергетична зонна структура окисленого світловипромінюючого поруватого кремнію, отриманого різними технологіями (електрохімічне, «барвляче» травлення) та вплив на неї водневої плазми. Показана наявність мінізон, які відповідають за існування фотолюмінесцентних смуг (червона, зелена і голуба). Встановлена природа електронних станів в забороненій зоні кремнієвих нанокристалітів поруватого кремнію.

На основі результатів проведеного методом температурних і електропольових залежностей конденсаторної фотоерс дослідження реальних поверхонь GаАs і Sі, а також поверхонь при нанесенні на них сульфідних і хлоридних шарів (GаАs), термічно і хімічно отриманих оксидних шарів SiO2, а також шарів пористого кремнію (ПК/р-Sі структури) показана перспективність розробленої методики для визначення електронних параметрів поверхні та нанесених на неї шарів. Запропонований методичний підхід для оцінки максимальної товщини перехідного шару в гетероструктурах і контактах Шотткі, який базується на вимірюванні спектральних характеристик поперечної фотоерс.

Вперше спостерігалась фотолюмінесценція в безводневих вуглецевих плівках а-С:С60, отриманих на підкладках кремнію термічним випаровуванням у вакуумі фулеренів C60. Встановлена природа виникнення внутрішніх механічних напружень а-С:Н/Sі гетеросистемах (перехід від тетрагональнії гібридизації вуглецю до тригональної) та вплив на них умов осадження і термічної обробки. Встановлено розпад молекул фулеренів С60 під дією гелієвої плазми.

На основі результатів дослідження зміни механізмів рекомбінації у вузькощілинних напівпровідниках з прямою забороненою зоною (InSb, CdHg/Te) експериментально встановлено можливість суттєвого підвищення квантового виходу інфрачервоного випромінювання в області міжзонних переходів внаслідок трансформації валентної зони під дією пружної деформації.

Розробки

 

  • Розроблено технологію отримання гетеросистем Ge-GaAs та Ge-Si методом термічного випаровування у вакуумі. За результатами досліджень електрофізичних характеристик гетероепітаксійних плівок германію обґрунтовано їх використання в якості активних елементів датчиків деформації, температури і магнітного поля для створення мініатюрних плівкових термо- і тензорезисторів для широкої області температур (від гелієвих до 500 К) і магнітних полів (до 10 Т).
  • Розроблені неруйнівні методи діагностики оптичних і електронних параметрів плівки і межі поділу в напівпровідникових гетеросистемах на основі модуляційної та поляритонної спектроскопії, фотолюмінесценції, поверхневої фотоерс.
  • Розроблені поліруючі травники для отримання якісних поверхонь напівпровідникових сполук А3В5 і А2В6 і спосіб підготовки підкладок з напівпровідникових сполук А3В5, що не потребує шліфування та механічної поліровки. З використанням радіаційних технологій розроблено спосіб виготовлення напівпровідникових епітаксійних структур без деформації згину.
  • З використанням методу спектроскопії низькопольового електровідбиття встановлена можливість і розроблена технологія попередньої обробки різкою при виготовленні досконалих анізотропно травлених мікрорельєфних пластин кремнію для підкладок в шаруватих структурах зі зменшенням їх кошторису.
  • Розроблено технологію отримання стабільних світловипромінюючих структур монокремній –нанокристалічний кремній електролітичним травленням з додаванням окислювача Н2О2 в різних концентраціях.
  • Розроблено методики визначення доз опромінення пацієнтів при дослідженнях на сучасних цифрових рентгендіагностичних апаратах.
  • Розроблений та пущений у серійне виробництво радіометр РГА-9М. Радіометр призначений для вимірювання еквівалентної рівноважної об'ємної активності радону-222 і 220 у повітрі, об'ємної активності дочірніх продуктів розпаду радону-222 у повітрі: Po-218 (RaA), Pb-214 (RaB), Bi-214 (RaС), для вимірювання вмісту альфа-активних аерозолів у повітрі. Може бути використаний на підприємствах ядерно-паливного циклу, вугледобувної та гірничорудної промисловості, відділах радіології СЕС МОЗ України, випробувальних центрах і лабораторіях та ін.

Радіометр РГА-09М

Основні технічні характеристики

Діапазони вимірювання:

 
   - ЕПОА радону-222 від 5 до105 Бк·м-3
   - ЕПОА торону (радону-220) від 0,5 до103 Бк·м-3
   - ОА ДПР радону-222 від 5 до105 Бк·м-3

Межа допустимої основної відносної похибки вимірювання ЕРОА радону та ОА ДПР радону (Р = 0,95)

±30 %

Межа допустимої основної відносної похибки активності еталонного джерела альфа-випромінювання типу 1П9 (Р = 0,95)

±15 %

Об'ємна швидкість прокачування повітря радіометром

не менше 20 л·хв.-1

Час одного виміру радону-222 (включно з прокачкою повітря):

 

 за методом Маркова

15 хв.

 за методом Томаса

35 хв.

Живлення:

     

 мережа змінного струму

220 В, 50 Гц

 від вбудованих аккумуляторів


12 В

Габаритні розміри

210×100×80мм
  • Розроблено конструкцію резонатора, що надає можливість опромінення досліджуваного зразка випромінюванням під час спостереження спектру ЕПР. Конструкція має достатньо високу чутливість, проста у виготовленні, ремонтопридатна та надає змогу реалізувати методики фото-ЕПР у 8 мм діапазоні довжин хвиль при вивченні спектрів ЕПР в широкому діапазоні температур.
  • Розроблено метод вимірювання мікрохвильової фотопровідності безконтактним методом з використанням НВЧ 37 ГГц (Q-діапазон) у зразках карбіду кремнію різних політипів, у тому числі з напівізолюючими властивостями. Проведений сумісний аналіз часових залежностей фотопровідності, які виміряні контактними і безконтактними методами та фото ЕПР.
  • Розроблено та виготовлено експериментальний радіоспектрометр ЕСР високої роздільної здатності D-діапазону на базі твердотільних мікрохвильових компонентів. Висока чутливість та інформативність обладнання продемонстрована на прикладі дослідження спектрів ЕСР акцепторних та донорних домішок в SiC.
  • У рамках УНТЦ проекту №1056 (1999-2002) виготовлено мікрохвильовий супергетеродинний міст з робочою частотою 140 ГГц, що складається із приймального модуля з подвійним перетворенням частоти та передаючого модуля, виконаного на основі кремнієвих лавино-прольотних діодів (ЛПД). Детектування проводиться за допомогою балансного змішувача, побудованого на діодах з бар'єром Шотки з робочою смугою 1.5 ГГц.

 

Мікрохвильовий супергетеродинний мікрохвильовий міст з робочою частотою 140 ГГц

 Призначення

       Вимірювання високороздільних спектрів ЕСР у стаціонарному режимі.

Основні технічні характеристики

Робоча частота 140 ГГц
Діапазон перебудови робочої частоти ± 200 МГц
Потужність генератора НВЧ 15 мВт
Потужність НВЧ на фланці резонатора 4 мВт
Динамічний діапазон атенюації потужності 60 дБ
Система АПЧ по робочому резонатору
Проміжна частота підсилювача 1.5 ГГц

 

  • У рамках партнерського проекту УНТЦ №Р236 (2005-2006)   було розроблено когерентний імпульсний мікрохвильовий міст з робочою частотою 35 ГГц. У склад передавального модуля імпульсного мосту входить високопотужний двокаскадний імпульсний підсилювач, побудований на основі імпульсних лавино-прольотних діодів (ЛПД), високошвидкісних p-i-n амплітудних модуляторів та дискретних фазообертачів, що контролюються ТТЛ імпульсами. Для приймального модулю мосту обрано схему прямого підсилення, яка включає в себе балансний змішувач, синхронний детектор, атенюатори, підсилювач з малими шумами (МШП), обмежувач та перемикач, які захищають МШП від потужних імпульсів, відбитих від резонатора, та керуються ТТЛ імпульсами. Імпульсний мікрохвильовий міст обладнано цифровим частотоміром, розробленим у рамках проекту.

 

Імпульсний мікрохвильовий міст для спектрометру електронної спінової луни Q-діапазону низької вартості оснащений частотоміром

Призначення

  • Вимірювання часів релаксації;
  • Спектроскопія імпульсного ЕПР;
  • Дослідження модуляційних ефектів спаду сигналу спінової луни;
  • Вимірювання імпульсного подвійного електронно-ядерного резонансу.

Основні технічні характеристики

Кількість імпульсів у пачці 1-3
Тривалість імпульсу 10-100 нс
Потужність в імпульсі до 15 Вт
Частота повторювання пачок імпульсів 100 Гц - 1кГц
  • У рамках державної цільової науково-технічної програми (2008-2012) було розроблено імпульсний мікрохвильовий міст з робочою частотою 35 ГГц, призначений для метрології та атестації матеріалів сенсорних систем імпульсними методами електронного парамагнітного резонансу (ЕПР). Перевагою мосту, у порівнянні з аналогами, є низька вартість, простота у керуванні, оптимальна вихідна потужність, мінімальна тривалість імпульсів, менший та стабільний рівень шумів, більший ресурс роботи, мала величина енергоспоживання. Низька вартість мосту забезпечується використанням імпульсних лавино-прольотних діодів (ЛПД) для підсилення мікрохвильових імпульсів. Простота у керуванні мікрохвильовим мостом забезпечується вибором схеми прямого підсилення з квадратурним детектуванням для приймального модуля.

 Імпульсний мікрохвильовий міст для спектрометру електронної спінової луни Q-діапазону частот

 Призначення

  • Вимірювання часів релаксації Т1, Е2;
  • Ехо-детектований ЕПР;
  • Дослідження модуляційних ефектів спаду сигналу спінової луни;

Основні технічні характеристики

Кількість імпульсів у пачці 1-3
Тривалість імпульсу 10-100 нс
Потужність в імпульсі до 10 Вт
Частота повторювання пачок імпульсів 100 Гц - 1кГц
  • Розроблено генератор 8 мм діапазону довжин хвиль з блоком живлення та керування.

Генератор 8 мм діапазону довжин хвиль з блоком живлення та керування

 

Призначення

Для використання як окремо так і вбудованим у науково технічне обладнання (спектрометр ЕПР та ін.).

Основні технічні характеристики

Тип генератора

на двопрольотному ЛПД

чи діоді Гана

Частота генератора 37 ГГц
Вихідна потужність генератора  
на діоді Гана більш 100 мВт
на двопрольотному ЛПД більш 300 мВт
Діапазон перебудови частоти ± 0,3 ГГц
Керування частотою генератора

електричне чи електричне та механічне

Напруга живлення до 65 В
Струм навантаження до 150 мА

Система автоматичного підстроювання

частоти (по частоті роб. резонатора)

коефіцієнт підсилення 30 дБ

Режим спостереження квазізони

для настроювання НВЧ тракту

Блок живлення

окремо від генератора та

блока керування

  • Розроблено пристрій для дослідження фотоелектронного парамагнітного резонансу. Розробка захищена Патентом України на винахід № 33626.
  • Розроблено пристрій для реєстрації електронного парамагнітного резонансу у субміліметровому діапазоні довжин хвиль. Розробка захищена Патентом України на винахід № 36773.
  • Розроблено перестроюваний циліндричний резонатор спектрометра електронного парамагнітного резонансу для спостереження спінової луни у міліметровому діапазоні довжин хвиль. Розробка захищена Патентом України на винахід № 45846.
  • Розроблено спектрометр електронної спінової луни міліметрового діапазону довжин хвиль. Розробка захищена Патентом України на винахід №59641.

Обладнання

Установка для вимірювання спектрів електровідбивання (ЕВ)

 Установка для вимірювання спектрів ЕВ

Розміри зразків, мм2 2×5... 20×35
Величина енергії критичної точки зони Брілюена, еВ 0,5... 5,5 еВ
                                                                  точність, еВ   0,003

Величина внутрішніх механічних напруг, Н/м2

5×107… 109

Точність визначення внутрішніх механічних напруг, %  10
Концентрація вільних носіїв, см-3 1014… 5×1018
Точність контролю концентрації вільних носіїв, %  10
Точність контролю рухомості носіїв заряду, см2/(В·с) ä300
Величина порушеного приповерхневого шару, мкм 0,1... 100

Точність вимірюваня складу напівпровідникових сплавів

на основі сполук А3В в межах  0... 100%, %

0,5... 2

 Спектрометри ЕПР X- та Q-діапазону довжин хвиль

   

Комп’ютерно-керований спектрометр ЕПР РЭ13-07 Х-діапазону довжин хвиль (9.2ГГц), обладнаний кріостатом для вимірювання стаціонарного ЕПР у температурному інтервалі від 4.2К до 300К.

 Fig.2   Q Kalabukhova Комп’ютерно-керований спектрометр ЕПР РЭ13-08 Q-діапазону довжин хвиль (37ГГц), обладнаний кріостатом для вимірювання стаціонарного ЕПР, фото ЕПР та імпульсних спектрів ЕПР у температурному інтервалі від 4.2К до 300К.

 Спектрометр ЕПР D-діапазону на твердотільній електроніці

Fig.1 Спектрометри ЕПР- D Lukin

 

Робоча частота

140 ГГц

Тип мікрохвильового генератора

ЛПД

Потужність на фланці резонатора

4 мВт

Робочий резонатор

Напівкофокальний з модою TEM00n (n = 4 - 6)

АПЧ

По робочому резонатору

Тип приймача

супергетеродин

IF = 1,5 ГГц

Постійне магнітне поле надпровідного соленоїда

0 – 65 кГс

Неоднорідність магнітного поля на місці зразка

Не гірше ніж 0,5 Гс/см

Діапазон сканування магнітного поля допоміжною котушкою

5 – 1000 Гс

Діапазон робочих температур

4,2 – 50 К

Частота модуляції магнітного поля

100 кГц

Амплітуда модуляції магнітного поля

до 10 Гс

Роздільна здатність по g-фактору

Не гірше 10-5

Мінімальна кількість парамагнітних спінів на ширину лінії ЕПР при постійній часу 1 сек та співвідношенні сигнал/шум 1:1

5·109спін·Гс-1

Мінімальна концентрація парамагнітних спінів

1012спін·Гс-1см-3

Управління струмом допоміжної котушки та запис сигналу ЕПР

Комп’ютером з можливістю накопичення сигналу

 Установка для дослідження спектральних характеристик та просторового розподілу фотоерс різної природи в умовах одночасного збудження модульованим та немодульованим випромінюванням напівпровідникових структур

2 фотоЕРС Шеховцов

Основні технічні характеристики

діапазон інтенсивності модульованого випромінювання

1012-1014 квант/см2·с

діапазон інтенсивності немодульованого випромінювання

1012-1015 квант/см2·с

довжина хвилі модульованого випромінювання

0,2 - 4 мкм

довжина хвилі немодульованого випромінювання

0,4 - 2 мкм

дисперсія монохроматора модульованого випромінювання

2,4 нм/мм (0,2 - 1 мкм)

4,8 нм/мм (0,7 - 2 мкм)

9,6 нм/мм (1,4 - 4 мкм)

дисперсія монохроматора немодульованого випромінювання

8 нм/мм (0,49 мкм)

чутливість вимірювального підсилювача (при вхідному опорі 100 МОм)

10 – 8 В

Проекти

Тема №2.2.6.15/18-ДП ДЦНТП «Нанотехнології та наноматеріали» «Розроблення технології нанорозмірних структур з плівками германію та його сполук з кремнієм і арсенідом галію на підкладках GaAs та Si для виготовлення на їх основі електронних приладів» (2010-2014).

Комплексний проект II-52/7/18 ЦКПФД НАН України «Дослідження плазмон-фононних коливань в напівпровідникових структурах в умовах сильних електричних струмів» (2010-2014).

Проект УНТЦ №5513 «Розробка технології світловипромінювальних нанокомпозитних матеріалів» (2012-2013).

Тема ІІІ-8-12 «Нові технології виготовлення матеріалів і наноструктур, комплексні дослідження їх фундаментальних властивостей та створення новітніх елементів сенсорної техніки» (2011-2015).

Тема ІІІ-10-12/18 «Розробка сучасних напівпровідникових матеріалів і структур для опто-, мікро- i сенсорної електроніки» (2012-2014).

Проект №1.1.12/18 ДЦП «Сенсорика»  «Розроблення і створення технологій вирощування низькотемпературних наноструктурних сполук кремнію для мікроелектронних сенсорів» (2008-2012).

Проект № 1.2.3/5, 18  ДЦП «Сенсорика»  «Розроблення і створення пожежо- та вибухобезпечних волоконно-оптичних датчиків тиску та вимірювальних оптоелектронних пристроїв».

Проект №1.4.2/18 ДЦП «Сенсорика»  «Розроблення і створення високоточних гігрометрів для вимірювання вологості природного газу».

Проект №1.4.4/18 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення фотоелектричних модулів для сонячних електростанцій побутового призначення».

Проект №1.4.14 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення низькотемпературної технології вирощування самоорганізованих гібридних гетероструктур для фотоперетворювачів сонячної енергії».

Проект №2.1.6 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення устаткування надвисокої частоти для діагностики матеріалів сенсорної техніки».

Проект №2.1.11/18 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення дозиметричних електронних парамагнітних резонансних систем поглинання з використанням нових високочутливих матеріалів».

Проект №2.2.5/18 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення комплексної системи моніторингу застосування сенсорів іонізуючого випромінювання в засобах цифрової медичної рентгенодіагностики».

Проект №2.2.8/18 ДЦП «Сенсорика» «Розроблення і створення імпульсного мікрохвильового обладнання для метрології та атестації сенсорних систем методами спінового резонансу».

Тема ІІІ-10-09/18  «Розробка нових принципів, методів і засобів одержання, дослідження і характеризації напівпровідникових матеріалів і структур, створення елементної бази перспективної напівпровідникової електронної техніки, в т.ч. на основі нових фізичних явищ» (2009-2011).

Проект № IZ73Z0-127945/1 програми Scopes Швейцарського фонду наукових досліджень «Spin interference processes under magnetic resonance of single point defects embedded in quantum wells, wires and rings» («Процеси спінової інтерференції точкових дефектів в умовах магнітного резонансу, які є впроваджувані у квантові ями, нанодроти та нанокільця») (2009- 2012).

Проект УНТЦ Р236а «Elaboration of a pulse microwave bridge for a Q-band Electron Spin-Echo Spectrometer» («Розробка імпульсного мікрохвильового мосту Q - діапазону для спектрометру електронної спінової луни») (2010).

Тема III-8-06 «Розробка нових підходів для створення перспективних наноструктурованих матеріалів, технологічних та аналітичних багатофункціональних систем на основі напівпровідникових та органічних сполук» (2006-2010).

Тема II-53/18-07 ЦКПФД НАН України  «Нанотехнологія виготовлення наноструктурних гетеросистем з фулеренами, металевими і напівпровідниковими наночастинками, дослідження їх фізичних властивостей» (2007-2009).

Тема ІІІ-10-09/18 «Розробка нових багатофункціональних матеріалів для сенсорної електроніки на основі напівпровідникових гетероструктур Ge-GaAs» 2009-2011.

Грант № CRDF UKE 2-28-56 « Дослідження та розробка аморфних SiXC1-X:H і легованих рідкоземельними домішками аморфних SiXC1-X:H плівок на кристалічному Si для світловипромінюючих приладів» (2007-2009).

Грант Французького уряду «ЕПР дослідження матеріалу ядро (нанокристалічний карбід кремнію)-оболонка (полімер поліанілін)» (2008).

Проект № 3.23/18 ДЦП «Сенсорика» «Розробка та виготовлення систем багаточастотного магнітного резонансу для контролю напівпровідникових матеріалів».

Проект № 3.27/18 ДЦП «Сенсорика» «Створення банків даних про міждисциплінарні продукти (сенсори, прилади та системи на їх основі) в галузі ресурсо- та енергозбереження».

Проект № 4.13/18 ДЦП «Сертифікація» «Розробка методів сертифікації та атестації кальцій-фосфатних матеріалів для імплантатів».

Грант DFG (Науково дослідне суспільство Німеччини) № GZ 426/6-1 «Ідентифікація парамагнітних центрів в нано- та мікророзмірних матеріалах SiC, перспективних для застосування у фотоніці та біотехнології, методами імпульсної ЕПР спектроскопії»

INTAS №03-51-3747 «Дослідження власних дефектів у 6H та 4HSiC матеріалу методами багаточастотного високопольового ЕПР та ОДМР» (2004-2006).

Партнерський проект УНТЦ Р236 «Розробка та виготовлення імпульсного мікрохвильового мосту Q-діапазону для спектрометру електронної спінової луни» (2006-2007).

Публікації

2017