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

Пошук

Лабораторія фотонних напівпровідникових структур

Karatchentseva

Керівник лабораторії

Карачевцева Людмила Анатоліївна

д. техн. наук

тел. (044) 525-23-09, вн. 5-65, кім 143

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

Склад відділу

Glushko

Глушко Євген Якович
пров.наук. співр., д. ф.-м. наук, проф.
тел. (044) 525-23-09, вн. 2-60

Karach

Карась Микола Іванович
с. н. співр., канд. ф.-м. наук
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Litvinenko

Литвиненко Олег Олександрович
с. н. співр., канд. техн. наук
тел. 525-23-09

Onishenko

Онищенко Володимир Федорович
сн. співр., канд. фіз.-мат. наук

тел.: 525-23-09, вн. 5-88, кім.127
ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Konin

Конін Костянтин Петрович
н. співр.,
тел. 525-23-09
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Stronska

Стронська Олена Йосипівна
н. співр.,
тел. 525-23-09, вн. 5-65
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Morozovska

Морозовська Діна Володимирівна
м. н. співр.,
тел. 525-23-09

Pinchuk

Пінчук Валентина Степанівна
пров. інж.

 

  

Сапельнікова Олена Юріївна
аспірант

 

 

Дослідження

   Відділ фотонних напівпровідникових структур було засновано в 1998 році з метою зосередження і координації наукових та технологічних ресурсів, а також інтенсифікації пріоритетного напрямку науково-дослідних і технологічних робіт, пов’язаного з розробкою високоефективних технологій виготовлення активних елементів нанофотонних схем та оптоелектронних пристроїв на основі напівпровідникових фотонних кристалів.

   Наукова і науково-технічна діяльність відділу полягає у дослідженні процесів формування напівпровідникових фотонних кристалів та аналізі впливу трансформації енергетичного спектру електромагнітного випромінювання на електронну та фононну систему структур, включаючи встановлення механізмів взаємодії електромагнітної хвилі з нанокристалами на поверхні структур та розробку високоефективних технологій виготовлення оптоелектронних пристроїв.

   Основні напрямки наукової і науково-технічної діяльності відділу: технологія напівпровідникових фотонних структур; оптика двовимірних фотонних кристалів, у тому числі, трикомпонентних, та фотонних мембран; фотофізичні явища в напівпровідникових фотонних структурах за участю локальних поверхневих станів; розробка технологій виготовлення активних та пасивних оптичних та оптоелектронних елементів.

   Технологія напівпровідникових фотонних структур. Відпрацьовані режими електрохімічного формування макропор в дифузійно тонких структурах макропористого кремнію при лінійній зміні прикладеної напруги, що важливо для травлення циліндричних макропор та управління їх діаметром. Визначено режими напруженості електричного поля, які забезпечують стаціонарну концентрацію дірок на кінцях макропор протягом їх формування; розрахована швидкість зміни прикладеної напруги для забезпечення режиму стаціонарності напруженості електричного поля.

 

1

а

2

б

Двовимірні структури макропористого кремнію з періодичним (а) та з довільним (б) розташуванням циліндричних макропор. Діаметр макропор: а – 6мкм, б – 3мкм.

 

   Досліджена початкова стадія формування макропор в кремнії шляхом електрохімічного травлення при стаціонарному освітленні і постійній густині струму. Експериментально встановлено, що процес формування макропор бере початок з критичного значення напруги Uc, пропорційній квадрату товщини кремнієвого аноду dc. Виявлена залежність відповідає умові постійності концентрації дірок на поверхні “кремній-електроліт” і виконується для досліджуваної системи при товщині кремнієвого аноду dc ≈ 0,5L+(L+ – дифузійна довжина нерівноважних дірок по полю).

   Проведено порівняльний аналіз поверхні двовимірних структур макропористого кремнію методами електронної скануючої мікроскопії, інфрачервоного поглинання і модуляційної спектроскопії електровідбивання. Встановлено, що мікроструктура поверхні макропор і вбудоване електричне поле залежать від параметрів електрохімічного процесу: вихідної напруги та густини струму; при цьому, величина вбудованого електричного поля на циліндричних макропорах визначається поверхневою концентрацією Si-О та Si-Н зв’язків.

   Для застосування в теплочутливих елементах сформовані дифузійно тонкі кремнієві структури з товщиною шару макропористого кремнію 20-25 мкм, що складає 4-5 періодів структури; вперше виявлені особливі види макропор: конічні та латеральні, формування яких підвищує теплоізоляційні властивості теплочутливого елементу.

   Розроблено метод хімічного модифікування стінок макропор шляхом формування покриттів SiO2, Si-Al, Si-B та SiC на макропористому кремнії шляхом низькотемпературних газотранспортних реакцій. Виготовлені структури сплавів композитних матеріалів Si-Al, Si-B та SiC на макропористому кремнії з ефективним поглинанням інфрачервоного випромінювання та низькоомними контактами. Встановлено, що при густині струму, яка перевищує критичну, на стінках макропор формуються окислені мікропористі шари. Вперше зареєстрована оранжева фотолюмінесценція на макропористих структурах кремнію з нанокристалами інтенсивністю порядку 10 мкВт/см2, визначені структура та хімічний склад випромінюючих стінок макропор з мікропористими шарами. Виготовлено омічні контакти до сплавів композитних матеріалів Si-Al, Si-B та SiC на макропористому кремнії з низькою величиною опору 5-100 Ом для формування сенсорів інфрачервоного випромінювання. Виготовлені: структури макропористого кремнію з надглибокими макропорами (більше 300 мкм) для контроля речовини в макропорах (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.А. Паршин).

   Оптика двовимірних фотонних кристалів. Теоретично встановлено загальні особливості формування фотонної зонної структури у двовимірних фотонних кристалах типу макропористого кремнію. На двовимірних фотонних структурах макропористого кремнію виміряна фотонна заборонена зона: спектральне положення фотонної забороненої зони в досліджених структурах макропористого кремнію відповідає співвідношенню періоду ґратки і довжини хвилі падаючого світла 2πa/λ = 5.

   Вперше встановлено механізм поглинання світла структурами макропористого кремнію, який визначається домішковим ефектом Франца-Келдиша. Визначені електрооптична енергія та зміна напруженості вбудованого електричного поля. Проведені розрахунки електрооптичної функції першого роду, недійсної частини діелектричної проникності та поглинання світла зразками макропористого кремнію. Показано, що в довгохвильовій частині спектру поглинання збільшується згідно закону (hν)3/2, а в короткохвильовій частині спектру – зменшується згідно закону (hν)1/2 у відповідності з даними експерименту.

   Розроблена програма розрахунків фотонної зонної структури в одно- та двовимірних фотонних кристалах з нелінійністю третього порядку для змішаної системи з нелінійним ядром. Знайдено новий тип розв'язку задачі розповсюдження електромагнітного випромінювання в системі „фотонний кристал – нелінійне середовище” за допомогою Eli-функції.

   Розраховано зонні структури та густини станів для двовимірних фотонних кристалів за умови існування на поверхні макропор додаткового шару з іншою діелектричною проникністю. Показано, що наявність поверхневого шару суттєво впливає на фотонну зонну структуру та на ширину фотонної забороненої зони. Встановлено зменшення ширини фотонної забороненої зони у трикомпонентних окислених структурах макропористого кремнію.

3 4
Трикомпонентна структура, в якій в області оптичних комунікаційних довжин хвиль (1,55мкм) реалізується фотонна заборонена зона 15,6% при періоді a=1,5мкм, факторі заповнення f=0,8, відстані між макропорами a-Dp=200нм.

Структура макропористого кремнію з шаром оксиду кремнію.

   Для дослідження локалізації електромагнітного випромінювання фотонними кремнієвими елементами були відпрацьовані програми розрахунків фотонних елементів методом кінцевих різниць (метод FDTD), що дозволяє задавати необхідний профіль показника заломлення, режим збудження та форму джерела електромагнітного поля. Розраховані спектри двовимірного фотонно-кристалічного резонатора на основі макропористого кремнію методом стоячих хвиль. Методом теорії збурень в нульовому наближенні розраховані спектри двовимірних фотонних кристалів, у тому числі скінченних, та двовимірних метаматеріалів.

   Виявлено та обґрунтовано реалізацію ефекту Ваньє-Штарка при кімнатній температурі на структурах макропористого кремнію з нанокристалами CdTe та ZnO на поверхні макропор. Виявлені резонансні осциляції поглинання с великою амплітудою, які пояснені резонансним розсіюванням електронів домішковими станами на поверхні макропор при русі электронів в сильному електричному полі гетеропереходу „кремній-нанопокриття”. Стани Ваньє-Штарка є стабільними завдяки великому часу розсіювання відносно періоду осциляцій електронів в сильному електричному полі. Також обґрунтовано реалізацію ефекту Ваньє-Штарка при кімнатній температурі на структурах макропористого кремнію з шарами мікропористого кремнію та оксиду кремнію товщиною 50-800 нм на поверхні макропор. Встановлено квадратичну залежність напруженості електричного поля на границі «кремній-нанопокриття» від енергії фотонів, яка відповідає формуванню хвилеводних квазі-направлених мод на кремнієвій матриці і залежить від товщини оксиду та геометричних розмірів кремнієвої матриці; напруженість електричного поля в структурах з мікропористим шаром не змінюється через сильне розсіювання світла (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, О.Й. Стронська, чл.-к. НАНУ Ф.Ф. Сизов (відділ 15), чл.-к. НАНУ С.Я. Кучмій (Інститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України).

   Виявлено квантування носіїв заряду у приповерхневій області окислених структур макропористого кремнію з наночастинками ZnO та CdS за допомогою модуляційної спектроскопії електровідбивання в області Е0' переходу та оптичного поглинання у ближній ІЧ-області спектру. Встановлено, що із збільшенням товщини оксиду від 7 нм до 30 нм зростають параметр уширення, вбудоване електричне поле, кількість квантованих рівнів. Теоретично досліджено застосування пневматичних фотонних кристалів на основі кремнію як датчиків тиску та температури. (Л.А. Карачевцева, О.Ю. Сапельнікова, Л.О. Матвєєва (відділ 11).

   Встановлено механізм впливу електрон-фононної взаємодії на параметр уширення рівнів Ваньє-Штарка в структурах макропористого кремнію з різною концентрацією Si-O-Si станів в поверхневому шарі SiO2 (ТО та LO фононів). Сходинки Ваньє-Штарка були визначені по осциляціях ІЧ поглинання внаслідок резонансного розсіяння електронів на поверхневих станах. Виявлена трансформація резонансного розсіяння електронів у звичайне на іонізованих рівнях в результаті взаємодії поверхневих фононних поляритонів з електронами; при цьому час розсіяння знижується до величини періоду осциляцій електронів в приповерхневому електричному полі структур. (Л.А. Карачевцева, О.Ю. Сапельнікова, О.О. Литвиненко, К.А. Паршин, О.Й. Стронська).

   Виготовлено ефективні світловипромінюючі елементи на основі окислених структур макропористого кремнію з оптимальними глибиною макропор та товщиною нанопокриття SiO2 і шару наночастинок CdS в поліетиленіміні. Осадження світловипромінюючих нанокристалів на поверхню окисленого макропористого кремнію дозволяє одночасно збільшити квантовий вихід фотолюмінесценції (до 28%), підвищити міцність структур та захистити поверхню від деградації. При цьому для структур з оптимальною товщиною шару SiO2 квантовий вихід фотолюмінесценції протягом перших 2-х тижнів збільшується внаслідок випаровування молекул води, а потім стабілізується (Л.А. Карачевцева, О.Ю. Сапельнікова, О.О. Литвиненко, К.А. Паршин, О.Й. Стронська).

5

 

6

 

Фрагмент структури макропористого кремнію; вставка – схема формування шарів SiO2 та CdS-поліетиленімін.

 

AFM зображення нанокристалів CdS; вставка – зонна діаграма збудження фотолюмінесценції.

 

   На окислених двовимірних структурах макропористого кремнію в ІЧ області спектру: (1) виявлені квазі-направлені моди по осциляціях поглинання, що реалізуються завдяки ефекту Ваньє-Штарка, (2) виміряні також фотонні заборонені зони. Висока інтенсивність фотолюмінесценції наночастинок CdS на поверхні макропор реалізується завдяки збільшенню потоку електронів з кремнієвої матриці у напрямку шару нанокристалів при максимальній напруженості електричного поля на границі Si-SiO2, що суттєво знижує швидкість безвипромінювальної рекомбінації. Встановлено явище мультиплікації нелінійно-оптичної дифракції на структурованих кремнієвих підкладках з рідкими кристалами. (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, К.А. Паршин, О.Й. Стронська).

   Фотофізичні явища в напівпровідникових фотонних структурах. Вперше виявлена залежність фотопровідності та інтенсивності ліній комбінаційного розсіювання від кута падіння електромагнітного випромінювання. Отримані експериментальні результати пояснені формуванням поверхневих електромагнітних хвиль. Встановлено, що фотопровідність та її релаксація в структурах макропористого кремнію визначається бар'єром на поверхні макропор. Відношення фотопровідності макропористого кремнію до фотопровідності монокристалу кремнію досягає максимуму при відстані між макропорами, яка дорівнює двом товщинам шару Шоткі. Величина власної фотопровідності підсилюється більш ніж в 30 разів по відношенню до монокристалічного кремнію (Л.А. Карачевцева, М.І. Карась, В.Ф. Онищенко).

   Встановлено електрофізичні параметри та кінетику фотопровідності структур «метал-макропористий кремній» з омічним та бар’єрним контактом з урахуванням послідовного опору, термоемісійного, генераційно-рекомбінаційного та тунельного струмів. Виявлено, що релаксація фотопровідності структур макропористого кремнію відбувається за логарифмічним законом. Поверхневий бар’єр структури «індій-макропористий кремній» дорівнює 0,031 еВ, що корелює з бар’єром на вільній поверхні макропористого кремнію досліджуваних зразків. Визначена величина послідовного опору та компоненти струму насичення: термоемісійний – 10-7 А, генераційно-рекомбінаційний – 10-4 А, тунельний – 10-11 А. Встановлено, що додаткові смуги фотопровідності композитних структур макропористого кремнію з нанопокриттями SiO2 та SiC визначаються домішковим поглинанням на Si-Н та Si-С зв’язках (Л.А. Карачевцева, М.І. Карась, В.Ф. Онищенко, А.В. Саченко).

   Виявлено фотоерс аномального знаку в структурах макропористого кремнію для енергій фотонів, сумірних з енергією непрямого зона-зонного переходу. Встановлено, що зміна знаку фотоерс на від’ємний визначається фотопереходами через поверхневі стани, близькі до зони провідності кремнію, та багатоступінчастою тунельною рекомбінацією рівноважних електронів в кремнієвій матриці зі збудженими освітленням дірками на поверхні макропор. Це відкриває перспективу розробки фотовольтаїчних елементів та хвилеводів на основі макропористого кремнію для функціювання на телекомунікаційній довжині хвилі 1,55 мікрон. Виготовлені структури макропористого кремнію з зарядженим шаром SiO2 та покриттям наночастинок CdS з надвисоким значенням вольт-ватної чутливості 4500 В/Вт (λ = 0,95 мкм) при кімнатній температурі. (Л.А. Карачевцева, М.І. Карась, В.Ф. Онищенко).

   Розробка технологій виготовлення оптичних та оптоелектронних елементів. Розроблено технології виготовлення компактних неохолоджуваних тепло- та фотодетекторів на основі структур макропористого кремнію. Для використання фотонних структур макропористого кремнію у багатоелементних теплоприймачах ІЧ-діапазону спектру виготовлено збагачуючий контакт In до шарів макропористого кремнію, виготовлених при різних режимах густини струму. Температурний коефіцієнт опору такої структури складає 0,4 - 4%, рівень шумів (2-5)·10-9 В/Гц1/2 у діапазоні 1-103 Гц, що співпадає з рівнем шумів підкладок кремнію. Компактний теплоприймальний елемент на основі структур макропористого кремнію відповідає кращим зразкам неохолоджуваних детекторів оптичного випромінювання („Неохолоджуваний теплоприймальний елемент для болометрів”; Патент України на винахід, № 80345 МПК6 G01J 5/20, H01L 31/02 від 10.09.2007. / Л.А. Карачевцева, Ф.Ф. Сизов, Ю.В. Голтвянський, К.П. Конін, О.Й. Стронська, К.А. Паршин, О.О. Литвиненко). Розроблені технологічні операції виготовлення тестового позиційно-фоточутливого елементу на основі структур In-макропористий кремній з питомою виявною здатністю до Dλ=1010 Вт-1см·Гц-1/2 (λ≈1 мкм). Характеристики детекторів перевищують параметри кращих зразків для неохолоджуваних кремнієвих мікроболометрів і pin-фотодіодів завдяки високому поглинанню світла фотонною структурою в актуальній з прикладної точки зору області спектру 0,5-14 мкм та низькому рівню шумів.

   Розроблено фотонні кремнієві структури для формування активних та пасивних елементів нанофотонних інтегральних схем. Трикомпонентна структура на основі двовимірного фотонного кремнієвого кристалу дозволяє реалізувати максимальну ширину фотонної забороненої зони в області оптичних комунікаційних довжин хвиль (1,55 мкм) при збереженні міцності фотонного кристалу („Двовимірний фотонний кристал”; Патент України на винахід, № 83123 МПК (2006) G02В 5/00 від 10.06.2008. / Л.А. Карачевцева, О.Є. Глушко).

   Розроблено повно-оптичний спосіб оперування сигналами на основі ефекту нелінійного зсуву фотонної зони для створення повно-оптичного суматора та будову повно-оптичних логічних пристроїв OR, AND, XOR у двох можливих R- та T-схемах. Розроблено новий принцип формування зображень шляхом проектування променів каналами з поглинаючими стінками для канально-зображуючої мікроскопії та телескопії.

   Проведено теоретичний аналіз мікропристроїв на основі двовимірних фотонних кристалів для управління оптичними сигналами. Методом плоских хвиль розраховані моделі частотного селектору та розподільника поляризацій на основі інтегрованих оптичних систем „хвилевод-фотонний кристал-хвилевод”. Встановлено, що мода, яка розповсюджується по основному хвилеводу з частотою забороненої зони одного з фотонних кристалів, відбивається в рукав бокового хвилевода, демонструючи селективні властивості системи. Досліджені оптичні властивості поруватих канальних фотонних структур. Показано, що канальні (шаруваті) матеріали належать до типу метаматеріалів - метадзеркальних структур з квазі-від’ємною рефракцією.

   Теоретично досліджено застосування пневматичних фотонних кристалів на основі кремнію як датчиків тиску та температури. Розраховані діаграми контрастності та чутливості кремнієвих фотонних кристалів. Показано, що чутливість може сягати значень 0,3-0,5 eВ/бар для матриць з кремнію, поруватого кремнію та SiO2 (Є.Я. Глушко, В.Н. Євтєєв (Криворізький педагогічний університет)).

 

 

Досягнення

Найбільш вагомі наукові і науково-технічні результати:

    1. Вперше в Україні виготовлені двовимірні фотонні структури макропористого кремнію з періодичним розташуванням макропор діаметром Dp = 3‑6 мкм, глибиною до H = 250 мкм і концентрацією Np = 1,5×106 см‑2. Удосконалено процес фотоанодного травлення кремнію з урахуванням впливу об’ємної рекомбінації на струмоперенос дірок для формування паралельно розташованих макропор на кремнії з довільним опором.
    2. В єдиному технологічному циклі виготовлені структури макропористого кремнією з нанопокриттями мікропористих шарів товщиною 100–700 нм, на яких вперше виміряна фотолюмінесценція (λ = 550‑700 нм, I = 10 мкВт/см2).
    3. Досліджені властивості трикомпонентних фотонних структур макропористого кремнію з нанопокриттям SiO2. За допомогою комп’ютерного моделювання (метод плоских хвиль) отримані фотонні зонні структури та густини станів в фотонних кристалах з різними симетріями та факторами заповнення.
    4. Вперше встановлено механізм поглинання світла структурами макропористого кремнію, який визначається домішковим ефектом Франца-Келдиша. Визначені електрооптична енергія, недійсна частина діелектричної проникності та зміна напруженості вбудованого електричного поля.
    5. Досліджено механізми переносу фотоносіїв через поверхню макропор в структурах макропористого кремнію. Встановлено, що кінетика релаксації фотоносіїв визначається бар'єрним механізмом в умовах перезарядки поверхневих рівнів.
    6. Виявлено та обґрунтовано реалізацію електрооптичного ефекту Ваньє-Штарка при кімнатній температурі на структурах макропористого кремнію з шарами мікропористого кремнію та SiO2 товщиною 50-800 нм на поверхні макропор.
    7. Встановлено механізм впливу електрон-фононної взаємодії на параметр уширення рівнів Ваньє-Штарка в структурах макропористого кремнію з різною концентрацією Si-O-Si станів в поверхневому шарі SiO2 (ТО та LO фононів).
    8. Розроблені світловипромінюючі нанопокриття поліетиленіміну з нанокристалами CdS на окислених структурах макропористого кремнію. Завдяки полімерній основі така технологія дозволяє одночасно збільшити квантовий вихід фотолюмінесценції, підвищити міцність структур і захистити поверхню від деградації.
    9. Патент України на винахід «Двовимірний фотонний кристал», № 83123 від 10.06.2008р. (Л.А. Карачевцева, О.Є. Глушко) здобув номінацію «Кращий винахід 2008 р. в галузі матеріалознавства», вирішує проблему реалізації максимальної ширини фотонної забороненої зони завдяки запропонованому співвідношенню розмірів структури.
    10. Зав. відділом №16 Л.А. Карачевцева нагороджена міжнародною асоціацією International Association of Advanced Materials медаллю “IAAM Scientist Medal – 2016” за актуальні та видатні дослідження в області передових технологій та матеріалів (Стокгольм, 24 серпня 2016 року).

      2017

      У 2017 році у відділі виконувались роботи з експериментальних та теоретичних досліджень структур макропористого кремнію, структурованого кремнію з рідкими кристалам, острівкових фотонних резонаторів, полімерних нанокомпозитів. У 2017 році у відділі відповідно до планів робіт виготовлені: (1) полімерні плівки з багатостінними вуглецевими нанотрубками товщиною 100-150 нм; (2) окислені макропористі структури з товщиною SiO2 4-200 нм та нанопокриттями наночастинок CdS і вуглецевих нанотрубок; (3) нелінійно-оптичні комірки на основі періодичних кремнієвих структур, заповнених рідкими кристалами. Виявлено: (1) ефективний механізм підвищення міцності композитів "полімер-багатошарові вуглецеві нанотрубки" шляхом кристалізації композиту у власному електричному полі; (2) додаткові максимуми з напівшириною 20-50 меВ в ІЧ спектрах фото-е.р.с на межі «макропора–нанопокриття SiO2, SiC»; (3) явище мультиплікації нелінійно-оптичної картини, чутливої до зміни показника заломлення структурованого кремнію. Визначено спектральний розподіл електромагнітної енергії всередині острівкових фотонних резонаторів «кремній-оксид кремнію» та чутливість контрастності в газовому середовищі 5,6·10-4 на 1 бар зміни зовнішнього тиску, що є перспективним для розробки газових сенсорів та датчиків тиску.
      Отримані результати мають наукове та практичне значення, оскільки відкривають можливість підвищення міцності нанопокриттів "полімер-багатошарові вуглецеві нанотрубки", ефективності мульти-дифракції в нелінійно-оптичних комірках, чутливості острівкових фотонних резонаторів, створення інфрачервоних фотоприймачів з параметрами, близькими до порогових.

      НАПІВПРОВІДНИКОВЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА СЕНСОРНІ СИСТЕМИ
      Для розробки селективних фотовольтаїчних елементів та оптоелектронних датчиків на основі структур макропористого кремнію з нанопокриттями відпрацьовані режими виготовлення нанопокриттів на основі полімерних плівок з багатостінними вуглецевими нанотрубками. Встановлено, що ефективним механізмом підвищення міцності композитів "полімер-багатошарові вуглецеві нанотрубки" є кристалізація композиту внаслідок формування C-C тетраедрів за допомогою резонансних коливань γω(CН) та γω(CH2) у власному електричному полі 6·103 В/см між нанотрубкою та полімерною матрицею. При цьому поріг міцності для композиту поліамід-6 з 0,25% CNT зростає в 1,7 разів, а деформації на розрив – у 2,3 рази. Тема ІІІ-07-15 Розділ 7.2. (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, В.Ф. Онищенко).

      Розроблено режими кавітаційного структурування напівпровідників групи IV (Si) та III-V (GaAs, InSb). Встановлено, що характер структурування залежить від типу напівпровідникової мішені. Виявлено утворення об’єктів типу дендрит всередині структурованої ділянки поверхні кремнію. Встановлена кореляція між морфологією сформованих структур та акустичнимими параметрами УЗ кавітації і показано, що характерні розміри структур на поверхні напівпровідника можуть змінюватись від субмікронного до нанорозмірного при підвищенні частоти від 1 МГц до 6 МГц. Тема № III-41-17. Розділ 3. «Cтворення біоактивних композитних структур із фотовольтаїчними властивостями на базі елементарних (Si) та бінарних (А3В5) напівпровідників» (Р.К. Савкіна, О.Б. Смірнов).

      ЦІЛЬОВА НАУКОВА ПРОГРАМА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАН УКРАЇНИ (ТЕМА ІІІ-41-17)
      Для розробки функціональних структур та повно-оптичних логічних пристроїв на основі макропористого кремнію з нанопокриттями: (1) відпрацьовані режими очистки поверхні двовимірних структур макропористого кремнію та формування нанопокриття оксиду кремнію товщиною 4-200 нм; (2) досліджено розщеплення енергій LO- та ТO-фононів в ІЧ поглинанні, яке відповідає росту стехіометрії на границі кремній–оксид кремнію при зростанні товщини оксиду до 15-20 нм, релаксації напруги в шарі оксиду кремнію при товщині оксиду 20-50 нм; (3) проведено аналітичні дослідження спектру та розподілу електромагнітної енергії всередині острівкових фотонних резонаторів скінченних розмірів – «кремній-оксид кремнію», «пористий кремній» та «оксид кремнію-оксид кремнію», розташованих на кремнієвій підкладці. Тема ІІІ-41-17 «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки», Підрозділ 1.6. Створення і характеризація структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, В.Ф. Онищенко).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-07-16)
      Для структур макропористого кремнію виявлено два максимуми в розподілі нерівноважних носіїв заряду в області макропор та в монокристалічній підкладці, які пов’язані з поглинанням та дифузією фотоносіїв у присутності макропор. Виготовлені полімерні плівки з багатостінними вуглецевими нанотрубками товщиною 100-150 нм. Виміряні ІЧ спектри поглинання одержаних плівок полімерних композитів, проведено порівняння з плівками чистих полімерів для подальшого нанесення на структури макропористого кремнію. В ІЧ спектрах фото-е.р.с. структур макропористого кремнію з нанопокриттями SiO2 та SiC в області довжин хвиль 2-4 мкм виміряні максимуми поглинання поверхневими станами на межі «макропора–нанопокриття» з напівшириною 20-50 меВ. Тема ІІІ-07-16 «Дослідження фізичних властивостей напівпровідникових матеріалів та низьковимірних структур для багатоелементних матричних та лінійних приймачів ІЧ та мікрохвильового випромінювання» Розділ 7.2. Розробка селективних фотовольтаїчних елементів на основі структур макропористого кремнію з нанопокриттями та легуючими домішками (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, М.І. Карась, О.О. Литвиненко, О.Й. Стронська, К.П. Конін).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ПРИКЛАДНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-10-15)
      Для розробки фотоелектричних та оптичних сенсорів на основі макропористого кремнію виготовлені окислені структури з нанопокриттями наночастинок CdS і вуглецевих нанотрубок з вольт-ватною чутливістю, відповідно, біля 5000 та 3000 В/Вт. Виготовлено нелінійно-оптичні комірки на основі періодичних кремнієвих структур, заповнених рідкими кристалами; виявлено явище мультиплікації нелінійно-оптичної картини, чутливої до зміни показника заломлення кремнію. Встановлено, що структурована пластина типу “black silicon” має високий об’ємний час життя неосновних носіїв заряду. Для оксидованої періодичної матриці SiO2/Si/SiO2/Air чутливість контрастності в газовому середовищі дорівнює 5,6·10-4 для зсуву краю зони спектру 103 см-1 на кожний бар зміни зовнішнього тиску, що є перспективним для розробки газових сенсорів та датчиків тиску. Тема ІІІ-10-15 «Розробка методів одержання та метрологічного забезпечення складних напівпровідникових та приладових структур», Розділ 7. Розробка напівпровідникових детекторних і сенсорних структур видимого, ІЧ та НВЧ діапазонів. Підрозділ 7.2. Розробка фотоелектричних та оптичних сенсорів на основі структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, М.І. Карась, О.О. Литвиненко, Д.В.Морозовська, К.П. Конін, В.Ф. Онищенко, О.Й. Стронська).

      ВИКОРИСТАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ У НАРОДНОМУ ГОСПОДАРСТВІ.
      У співпраці з Інститутом фізики НАНУ виготовлено нелінійно-оптичні комірки з рідкими кристалами на базі періодичних кремнієвих структур та досліджено їх параметри. В таких комірках спостерігається збільшення дифракційної ефективності у 4 рази та нелінійно-оптичного відгуку – на 30-40%, що є важливим для застосувань в багатоканальних перехідниках, перемикачах і оптичних лініях зв’язку завдяки ефекту мультиплікування.

      КООРДИНАЦІЯ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.
      Науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво: Київський Національний університет ім.Т.Г.Шевченка; Криворізький педагогічний університет; НТУУ „КПІ”.
      В рамках робіт згідно Договору про науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво між Криворізьким педагогічним університетом та Інститутом фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова в 2017 році проведено розрахунки ІЧ пропускання з урахуванням спектру власних мод фотонного резонатора на основі кремнію та SiO2, а також поруватого кремнію. Розраховано густину станів фотонних мод та їхній внесок у пропускання зовнішнього світла при різних кутах падіння в області енергії фотонів від 0 до 0,5 еВ для окисленої структури макропористого кремнію з розміром елементарної комірки 1,0/4,0 мікрона та Si-air, з коміркою 0,5/0,5 мікрона для напрямку ГМ зони Брілюена.

      2018

      У 2018 році у відділі виконувались роботи з експериментальних та теоретичних досліджень структур макропористого кремнію з нанопокриттями, пневматичного фотонного кристалу, двосторонніх структур макропористого кремнію. У відділі відповідно до планів робіт виготовлені: (1) окислені структури макропористого кремнію з товщиною SiO2 5-1200 нм; (2) структури макропористого кремнію з нанопокриттями нанокристалів ZnO, CdS, SiC та мікропористого кремнію; (3) двосторонні структури макропористого кремнію з покриттями наночастинок CdS та вуглецевих нанотрубок в поліетиленіміні. Виявлено: (1) нові функціональні можливості окислених структур макропористого кремнію з товщиною SiO2 800-1200 нм (збільшення сигналу електронного парамагнітного резонансу та ГГц поглинання в результаті формування глибоких Pb центрів на границі Si-SiО2); (2) утворення спіралевидних дислокацій при фотоелектрохімічному формуванні структур макропористого кремнію внаслідок градієнту температури вздовж вісі зразка «анод-катод» в електрохімічній комірці; (3) прогнозовано протилежний вигин зон відносно поверхні кожної сторони двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями. Визначено наднизькі значення тиску газового наповнення на рівні 10-5 Па по тиску світлового променю при проходженні пневматичного фотонного кристалу.

      НАПІВПРОВІДНИКОВЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА СЕНСОРНІ СИСТЕМИ
      Відкрито нові функціональні можливості окислених структур макропористого кремнію з товщиною SiO2 800-1200 нм. Методами рентгенівської дифракції та енергії розщеплення поздовжніх (LO) та поперечних (TO) фононів у спектрах ІЧ поглинання окислених структур макропористого кремнію з товщиною SiO2 5-1200 нм виявлено наявність структурних модифікацій тридиміту з гексагональною фазою SiО2 та кристобаліту-b з орторомбічною фазою SiO2, які утворюються в умовах високого тиску. В зразках з товщиною SiO2 800-1200 нм виміряно збільшення сигналу електронного парамагнітного резонансу та ГГц поглинання в результаті формування глибоких Pb центрів на границі Si-SiО2. Тема ІІІ-41-17 «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки», Підрозділ 1.6. Створення і характеризація структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, В.Ф. Онищенко).

      ЦІЛЬОВА НАУКОВА ПРОГРАМА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАН УКРАЇНИ (ТЕМА ІІІ-41-17)
      Вперше виявлено утворення спіралевидних дислокацій при фотоелектрохімічному формуванні структур макропористого кремнію внаслідок градієнту температури вздовж вісі зразка «анод-катод» в електрохімічній комірці під впливом теплової дії освітлення на анодну поверхню і охолодження розчином катодної поверхні. Встановлено, що після генерації носіїв заряду електромагнітної хвилею 0,95 мкм з малою глибиною поглинання початковий розподіл надлишкових неосновних носіїв заряду має два максимуми (в макропористому шарі та в монокристалічній підкладці). Для створення оптоелектронних приладів з підвищеною точністю вимірювань проведені аналітичні та числові дослідження спектру відбивання пневматичного фотонного кристалу в залежності від тиску газового наповнення та оточуючого середовища. Для вимірювання наднизьких значень тиску на рівні 10-5 Па враховано вплив тиску світлового променю при проходженні фотонного кристалу. Тема ІІІ-41-17 «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки», Підрозділ 1.6. Створення і характеризація структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, М.І. Карась, О.О. Литвиненко, В.Ф. Онищенко, К.П. Конін, О.Й. Стронська, Д.В. Морозовська).

      ЦІЛЬОВА НАУКОВА ПРОГРАМА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАН УКРАЇНИ (ТЕМА ІІІ-07-16)
      Для розробки селективних фотовольтаїчних елементів та оптоелектронних датчиків виготовлені структури макропористого кремнію з нанопокриттями з окремими полосами фотопровідності в області 0,5-4 мкм. Окислені структури макропористого кремнію з нанопокриттями нанокристалів ZnO та CdS мають додаткові максимуми фотопровідності в області 0,65-1,0 мкм внаслідок формування додаткових поверхневих станів та поверхневого квантування носіїв заряду. Структури макропористого кремнію з нанопокриттями мікропористого кремнію та SiC є фоточутливими в області спектру 0,6-2 мкм і є перспективними для реєстрації „синглет-триплетного” переходу збудженого кисню на довжині хвилі 1,27 мкм та в телекомунікаційних мережах на довжині хвилі 1,55 мкм. Структури макропористого кремнію з нанопокриттям SiC мають спільні смуги в спектрах фото-е.р.с. та ІЧ поглинання світла: в області середини забороненої зони, ОН та СН2 поверхневих станів. Тема ІІІ-07-16 «Дослідження фізичних властивостей напівпровідникових матеріалів та низьковимірних структур для багатоелементних матричних та лінійних приймачів ІЧ та мікрохвильового випромінювання», Розділ 7.2. Розробка селективних фотовольтаїчних елементів на основі структур макропористого кремнію з нанопокриттями та легуючими домішками (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, М.І. Карась, О.О. Литвиненко, О.Й. Стронська, К.П. Конін).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ПРИКЛАДНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-10-18)
      Відпрацьовано оптимальні режими формування та створено двосторонні структури макропористого кремнію, нанесено покриття з наночастинками CdS та з вуглецевими нанотрубками в поліетиленіміні. Виміряно ІЧ спектри поглинання одно- та двосторонніх структур макропористого кремнію з наночастинками CdS і багатостінними вуглецевими нанотрубками в полімері; виявлено додатковий вплив поверхневих станів на макропорах у поглинання сторони структур з наночастинками CdS. Для формування прозорих електричних контактів до двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями проведено напилення металевих сіток з алюмінію. Попередні вимірювання фоточутливості кожної зі сторін підтвердили прогнозований протилежний вигин зон відносно поверхні кожної сторони при зовнішній квантовій ефективності 1%. Тема ІІІ-10-18 «Розробка нових методів формування функціональних напівпровідникових матеріалів і приладових структур», Розділ 2. Оптоелектроніка, сонячна енергетика та енергозберігаючі технології, Підрозділ 2.3.2. Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для розробки сонячних елементів (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, Д.В. Морозовська).

      КООРДИНАЦІЯ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.
      Науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво: Київський Національний університет ім.Т.Г.Шевченка; Державний вищий навчальний заклад «Криворізький державний педагогічний університет» МОН України за темою «Дослідження оптимальних умов проходження електромагнітних сигналів через метаструктуру із фотонною щілиною у повно-оптичному логічному приладі».
      Участь у Проекті науково-технічного співробітництва між Національною академією наук України та Технологічним університетом Нінгбо (Китай) на 2018-2020 роки [Project of Scientific and Technical Cooperation between the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ningbo University of Technology, China (2018-2020 Years)].
      Д.т.н. Л.А. Карачевцева є членом Вченої ради Інституту хімії поверхні ім. О.О. Чуйка та членом редколегії наукового журналу «Хімія, фізика та технологія поверхні».

      2019

      У 2019 році в Лабораторії 8.1 виконувались роботи з експериментальних та теоретичних досліджень структур макропористого кремнію з нанопокриттями, з додатковими лінійними та циркулярними дислокаціями; діелектричного фотонного резонатора, контактуючого з металевою плівкою; підсилення фотопровідності в двосторонніх структурах. В лабoраторії відповідно до планів робіт: (1) розроблена дифузійна модель релаксації фотопровідності в макропористому кремнії. Виявлено, що релаксація фотопровідності відбувається через процеси обміну носіями струму між зоною провідності в об’ємі напівпровідника і локальними "повільними" поверхневими рівнями; (2) встановлено ефект формування вузьких провалів спектрів відбиття терагерцового випромінювання від кремнієвого та діелектричного фотонного резонатора, контактуючого з металевою плівкою для створення ефективних фільтрів, коліматорів та концентраторів інфрачервого і терагерцового випромінювання з вузькою смугою пропускання та малим кутом розходження пучка;  (3) виявлено підсилення фотопровідності в 1,5 рази при одночасному освітленні обох сторін двосторонньої структури у порівнянні з сумою фотопровідностей при окремому освітленні кожної сторони, (4) встановлено, що структури макропористого кремнію з додатковими лінійними та циркулярними дислокаціями є перспективними для розробки поляризаційних оптичних пристроїв та нових метаматеріалів.

      НАПІВПРОВІДНИКОВЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА СЕНСОРНІ СИСТЕМИ
      Розроблено іонізаційні підкладки на основі макропористого кремнію з мікропористим шаром для лазерно-десорбційної мас-спектрометрії при вимірюванні відношення маси іонів до їхнього заряду в умовах іонізації високомолекулярних сполук без руйнування молекул для діагностики в області нанофізики, нанохімії, нанотехнології та нанобіології та зареєстровано технічні умови на них. Встановлено, що структури макропористого кремнію з додатковими лінійними та циркулярними дислокаціями є перспективними для розробки поляризаційних оптичних пристроїв та нових метаматеріалів.

      ЦІЛЬОВА НАУКОВА ПРОГРАМА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАН УКРАЇНИ (ТЕМА ІІІ-41-17)
      Досліджена релаксація розподілу надлишкових носіїв заряду та фотопровідності в структурах макропористого кремнію від глибини макропор. Розроблена дифузійна модель релаксації фотопровідності в макропористому кремнії. Виявлено, що ефективний час життя неосновних носіїв заряду в макропористому кремнії визначається дифузією носіїв заряду при збільшенні часу доставки нерівноважних носіїв заряду з підкладки до рекомбінаційних поверхонь шару макропористого кремнію і є більшим у порівнянні з ефективним часом рекомбінації носіїв в макропористому шарі. Виявлено, що релаксація фотопровідності (15 - 45 с) відбувається через процеси обміну носіями струму між зоною провідності в об’ємі напівпровідника і локальними "повільними" поверхневими рівнями. Тема ІІІ-41-17 «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки», Підрозділ 1.6. Створення і характеризація структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, М.І. Карась В.Ф. Онищенко).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ФУНДАМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-07-16)
      Досліджено ІЧ та гігагерцове поглинання, релаксацію фотопровідності в структурах макропористого кремнію з нанопокриттям SiO2. Встановлено ефект формування вузьких провалів спектрів відбиття терагерцового випромінювання від кремнієвого та діелектричного фотонного резонатора, контактуючого з металевою плівкою. Досліджено трансформацію вікон проходження та відбивання випромінювання від металізованого фотонного резонатора згідно Фано резонансу та резонансу поверхневих плазмонів для створення ефективних фільтрів, коліматорів та концентраторів інфрачервоного і терагерцового випромінювання з вузькою смугою пропускання та малим кутом розходження пучка. Тема ІІІ-07-16 «Дослідження фізичних властивостей напівпровідникових матеріалів та низьковимірних структур для багатоелементних матричних та лінійних приймачів ІЧ та мікрохвильового випромінювання», Розділ 7.2. Розробка селективних фотовольтаїчних елементів на основі структур макропористого кремнію з нанопокриттями (Л.А. Карачевцева, Є.Я. Глушко, М.І. Карась, О.О. Литвиненко, В.Ф. Онищенко).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ПРИКЛАДНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-10-18)
      Сформовані двосторонні структури макропористого кремнію з діаметром макропор 4±1 мкм та глибиною макропор 140±10 мкм на кремнієвій підкладці з шліфованою (товщиною 40-60 нм) та полірованою сторонами кремнієвої підкладки. Виявлено підсилення фотопровідності в 1,5 рази при одночасному освітленні обох сторін двосторонньої структури у порівнянні з сумою фотопровідностей при окремому освітленні кожної сторони. Методом скінченних різниць було розраховано розподіл надлишкових неосновних носіїв заряду по профілю двосторонніх структур макропористого кремнію; встановлено, що структуровані поверхні розсіюють світло, що збільшує його оптичний шлях та поглинання в середині зразка. Тема ІІІ-10-18 «Розробка нових методів формування функціональних напівпровідникових матеріалів і приладових структур», Розділ 2. Оптоелектроніка, сонячна енергетика та енергозберігаючі технології, Підрозділ 2.3.2. Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для розробки сонячних елементів (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, М.І. Карась, В.Ф. Онищенко).

      ВІДОМЧА ТЕМАТИКА ПРИКЛАДНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ (ТЕМА ІІІ-10-19П)
      Досліджено механічні порушення структур макропористого кремнію з додатковими лінійними та циркулярними дислокаціями. Циліндричні дислокації розташовані навколо дефекту перпендикулярно поверхні кремнієвої підкладки, а спіралевидні і циліндричні дислокації разом складають групу циркулярних дислокацій. Встановлено, що порушення параметру ґратки кремнію між макропорами та сферичний вигін існує при всіх режимах приготування зразків. Дослідження є перспективними для розробки поляризаційних оптичних пристроїв та нових метаматеріалів. Тема ІІІ-10-19П, Розділ «Розробка нових методів формування функціональних напівпровідникових матеріалів і приладових структур». Підрозділ «Нові функціональні можливості структур макропористого кремнію з нанопокриттями оксиду кремнію» (Л.А. Карачевцева, О.О. Литвиненко, К.П. Конін, О.Й. Стронська, Д.В. Морозовська).

      ВИКОРИСТАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ У НАРОДНОМУ ГОСПОДАРСТВІ.
      У співробітництві з Інститутом хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України розроблені та зареєстровані Технічні умови ТУ У 27.1-03291669-003:2019 для використання іонізаційної підкладки на основі макропористого кремнію для десорбційної мас-спектрометрії при вимірюванні відношення маси іонів до їхнього заряду в умовах іонізації високомолекулярних сполук без руйнування молекул для діагностики біологічно активних молекул, нанесених на іонізаційні підкладки на основі кремнію. Крім біологічних, медичних та біотехнологічних застосувань на перший план в останні роки виходять проблеми діагностики в області нанофізики, нанохімії, нанотехнології та нанобіології. При цьому суттєвим напрямком в удосконаленні методів лазерно-десорбційної мас-спектрометрії є розробка ефективної іонізаційної підкладки.

      КООРДИНАЦІЯ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.
      Науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво: Київський Національний університет ім.Т.Г.Шевченка, Державний вищий навчальний заклад «Криворізький державний педагогічний університет» МОН України за темою «Дослідження оптимальних умов проходження електромагнітних сигналів через метаструктуру із фотонною щілиною у повно-оптичному логічному приладі».
      Участь у Проекті науково-технічного співробітництва між Національною академією наук України та Технологічним університетом Нінгбо (Китай) на 2018-2020 роки [Project of Scientific and Technical Cooperation between the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ningbo University of Technology, China (2018-2020 Years)].
      Д.т.н. Л.А. Карачевцева є членом Вченої ради Інституту хімії поверхні ім. О.О. Чуйка та членом редколегії наукового журналу «Хімія, фізика та технологія поверхні».

 

Розробки

Практичний доробок відділу:

1

Розробки-1

2

Розробки-2

„Неохолоджуваний теплоприймальний елемент для болометрів”; Патент України на винахід, № 80345 МПК6 G01J 5/20, H01L 31/02 від 10.09.2007. / Л.А. Карачевцева, Ф.Ф. Сизов, Ю.В. Голтвянський, К.П. Конін, О.Й. Стронська, К.А. Паршин, О.О. Литвиненко.

3

 Розробки-3

„Двовимірний фотонний кристал”; Патент України на винахід, № 83123 МПК (2006) G02В 5/00 від 10.06.2008. / Л.А. Карачевцева, О.Є. Глушко).

 4

Розробки-4

 5

Розробки-5

 6

Розробки-6

7

Розробки-7

 

Обладнання

Відділ для виконання науково-дослідних і технологічних робіт має у своєму розпорядженні обладнання:

-         Автоматизована електрохімічна установка для виготовлення структур макропористого кремнію

-         Оптичний мікроскоп NU з методикою фотодокументування

-         Установка для вимірювання ефекту Хола

-         Автоматизована установка для вимірювання спектрів пропускання в ІЧ діапазоні

 

 

 

Проекти

В підрозділі виконувались такі проекти:

науково-дослідні проекти ВФА НАНУ:
- Тема ІІІ-41-12 «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки» (2012-2016).
- Тема ІІІ-07-11 «Дослідження, розробка та діагностика напівпровідникових пристроїв мікрохвильової
- Тема ІІІ-10-15 «Розробка методів одержання та метрологічного забезпечення складних напівпровідникових та приладових структур» (2015-2017).
- Тема ІІІ-07-16 «Дослідження фізичних властивостей напівпровідникових матеріалів та низьковимірних структур для багатоелементних матричних та лінійних приймачів ІЧ та мікрохвильового випромінювання» (2016-2020).
- Тема ІІІ-41-17 «Пошук та створення перспективних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- та оптоелектроніки» (2017-2021).
- Тема ІІІ-10-18 «Розробка нових методів формування функціональних напівпровідникових матеріалів і приладових структур» (2018-2020).
тема ДФФД:
-  «Дослідження оптимальних умов проходження електромагнітних сигналів через мета структуру із фотонною щілиною у повно-оптичному логічному пристрої» (державний реєстраційний № 0117U007110) (2017-2018).

міжнародні проекти:
- Project of the Swedish Research Council (VR) under contract #348-2014-4250 (2015-2017).
- Project of Scientific and Technical Cooperation between the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ningbo University of Technology (China) - (2015-2017).
- Project of Scientific and Technical Cooperation between the National Academy of Sciences of Ukraine and the Ningbo University of Technology (China) - (2018-2020).

Договір про спільну діяльність між Державним вищим навчальним закладом «Криворізький державний педагогічний університет» та Інститутом фізики напівпровідників НАН України (01.12.2016 – 01.12.2019 рр.)

Публікації

2019 2018 2017 2016 2015 ‹2014

2019