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

Пошук

Відділ фізики і технології низьковимірних систем

 
Керівник відділу,
д. ф.-м.н., професор, чл. кор. НАН України
 
Федір Федорович Сизов
тел.:525-62-96, eл. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 
 
 
 
У складі відділу - 30 співробітників.

Склад відділу

 Sergey Plyatsko
Сергій Пляцко
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 5-77
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Golenkov Alexander
Олександр Голенков
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Viacheslav Zabudski
В'ячеслав Забудський
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Gumenjuk-Sichevska Joanna
Жанна Гуменюк-Сичевська
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Vuychik Mykola
Микола Вуйчик
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-97, 2-10
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Apatska Mariia
Марія Апатська
науковий співробітник
тел. 525-54-61, внутр. 4-16, 4-68
 Bunchuk Svitlana
Світлана Бунчук
науковий співробітник
тел. 525-54-61, внутр. 4-68, 2-76
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
Зиновія Цибрій
старший науковий співробітник
тел. 525-59-52, 525-54-61, внутр. 7-04, 4-68
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Igor Lisuyk
Ігор Лисюк
науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-76, 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Sergy Duchnin
Сергій Духнін
молодший науковий співробітник
тел. (int) 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Sergy Koreneth
Сергій Корінець
науковий співробітник
тел. (внутр.) 3-65
 Ruslana Udovithkaya
Руслана Удовицька
молодший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-32, 3-32
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Bilevych Evgen
Євген Білевич
старший науковий співробітник
тел. 525-59-52, int, 7-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Alex Smirnov
Олексій Смірнов
старший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-32, 3-32
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Alex Smirnov
Анжеліка Лученко
молодший науковий співробітник
тел. (внутр.) 2-10
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Andreeva Kateryna
Катерина Андреєва
науковий співробітник
тел. 525-54-61, внутр. 4-68, 2-76
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Anna Evremova
Анна Євменова
молодший науковий співробітник
тел. 525-54-61, внутр. 4-68
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Smoliy Mariia
Марія Смолій
науковий співробітник
тел. (внутр.) 7-62
 Shevchik-Shekera Anna
Анна Шевчик-Шекера
науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 4-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 But Dmytro
Дмитро Бут
науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 4-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Vladimir Reva
Володимир Рева
старший науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Petriakov Volodymyr
Володимир Петряков
старший науковий співробітник
тел. 525-36-02, внутр. 7-56
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Kukhtaruk Natalia
наталія Кухтарук
науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 4-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Sadovskaya Mariya
Марія Садовнікова
молодший науковий співробітник
тел. (внутр.) 7-62
 Barsukova Nataliia
Наталія Барсукова
молодший науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 4-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Katerina Svejentsova
Катерина Свєженцова
науковий співробітник
тел. 525-54-61, внутр. 4-68, 2-10
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Dobrovolsky Valentyn
Валентин Добровольський
провідний науковий співробітник
тел. (внутр.) 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Dmytruk Nadiia
Надія Дмитрук
науковий співробітник
тел. 525-54-61, 525-59-52, внутр. 4-68, 4-72
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Evgeni Melejyk
Євген Мележик
молодший науковий співробітник
тел. 525-62-96, внутр. 4-04
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 Sakhno Mykola
Микола Сахно
науковий співробітник
тел. (внутр.) 3-65
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Дослідження

Основні напрямки наукової і науково-технічної діяльності відділу:

Моделювання, виготовлення та дослідження болометрів на гарячих носіях для детектування ТГц випромінювання.

Теоретичне та експериментальне дослідження кремнієвих польових транзисторів у якості ТГц детекторів.

Розробка технологій створення багатоелементних приймачів випромінювання.

Розробка та практичне використання технологій вирощування гетероструктур, що застосовуються у ТГц детекторах.

Теоретичні та експериментальні дослідження властивостей гетероструктур, застосовних у детекторах терагерцового випромінювання.

Досягнення

Диплом за активну участь
у презентації науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт
цільової науково-технічної програми "Дослідження і розробки
з проблем підвищення обороноздатності і безпеки держави"

завантажити у кращій якості

 

 

ДОСЯГНЕННЯ ОСТАННІХ РОКІВ (2010-2012)

Болометри на гарячих носіях для детектування ТГц випромінювання
*    Побудовано аналітичну модель тунельного польового транзистора, що бере до уваги зміни квантуванням спектра енергії носіїв заряду і ємності затвору, а також зміну імовірності тунелювання вздовж p-n переходу.

*    Виготовлено прототип польового транзистора на основі вузькощілинного напівпровідника CdxHg1-xTe та досліджено його детектуючу здатність в діапазоні частот 70-140 ГГц та при температурах 77÷300 К.

*    Розроблена технологія виготовлення гібридних детекторів на основі підкладки з плавленого кварцу, завтовшки ~200мкм, що має малі втрати в діапазоні частот 50 - 150ГГц.

*    Випробування показали, що в діапазоні частот 128-144 ГГц NEP детекторів на основі болометра на гарячих носіях може досягати 2,6х10-10 W/Hz1/2 (з розрахунковим коефіцієнтом посилення антени G ≈ 9 dBi). NEP аналогічної схеми з діодом Шотткі складав близько 5,7х10-10 W/Hz1/2 в тому ж діапазоні частот.


Дослідження польових кремнієвих транзисторів у якості ТГц детекторів

*    Експериментально визначені стік   затворні та стік   витокові характеристики кремнієвих польових транзисторів з різними геометричними розмірами електронних каналів, визначено їх чутливість до терагерцового випромінювання та представлено еквівалентну схему плазмонного транзистора як приймача терагерцового випромінювання  для з’єднання з зовнішньою системою реєстрації.

*    З’ясовано, що під дією терагерцового випромінювання між витоком та стоком плазмонного транзистору утворюється джерело напруги, яке має постійну складову. Внутрішній опір джерела напруги дорівнює опору каналу транзистору і залежить від напруги на затворі.

*    Розроблено експериментальні стенди для вимірювання чутливості плазмонних транзисторів в залежності від частоти модуляції терагерцового випромінювання та вимірювання амплітудно та фазово частотних характеристик операційних підсилювачів.

*    Досліджена порогова напруга затвора та підпорогова напруга перемикання, що є головними характеристиками польового транзистора (ПТ), що працює в режимі перемикання.

*    Розроблена модель, що зв’язує зростання порогової напруги затвора при зменшенні товщини плівки кремнію із збільшенням енергії електронів в каналі, яке створює квантування. Отримані вирази справедливі також вище порогової напруги затвора, якщо електрони залишаються 2D.

*    Отримано зображення об’єктів, які знаходяться за прозорою в мілліметровому (і непрозорою в видимому) діапазоні  перешкодою, наприклад, папером, гіпсокартоном, тощо.


Технології створення багатоелементних приймачів випромінювання

*    Визначенні вимоги до технології виготовлення багатоелементних приймачів випромінювання терагерцового/субміліметрового діапазону.

*    Проведено розробку архітектури схеми зчитування, яка дозволить отримувати зображення в реальному масштабі часу.

*    Розроблено структурну схему багатоелементного пристрою приймача випромінювання терагерцового/субміліметрового діапазону, та проведені їі розрахунки.

*    Проведено розробку конструкції та топології 8-елементного приймача терагерцового/субміліметрового (ТГц/суб-мм) випромінювання на основі МОН нанотранзисторів.

*    Для багатоелементного детекторного масиву фокальної площини терагерцового діапазону спектра проведено самоузгоджене моделювання діаграм спрямованості антен і досліджено умови одержання однорідності параметрів окремих детекторів.

*    Показано, що багатоелементний масив буде однорідним по параметрам і здатним на узгодження з вхідною лінзою, якщо підкладка є тонкою ( значно менше стандартної товщини для КМОН технології) і з малою діелектричною проникністю. За таких умов багатоелементний масив буде працювати як масив фокальної площини і є придатним для створення систем бачення ТГц області спектру.


Технології вирощування гетероструктур, застосовуваних у ТГц детекторах

*    Розроблена технологія формування напівпровідникових плівок на основі напівпровідників типу ІІ-VI та IV-VI методом молекулярної епітаксії „гаряча стінка”, встановлено температурно-часові режими росту, при яких мінімальними є відхилення по товщині плівки.

*    Розроблено метод вирощування тонких плівок A2B6 (CdTe, CdZnTe) і A4B6 (PbTe), при якому утворюються нанокристалічні блоки з розмірами структур по висоті порядку декількох нанометрів.

*    На основі досліджень були вибрані і рекомендовані найбільш інформативні методики для експериментального дослідження нанокомпозитів на основі напівпровідників типу ІІ-VI та IV-VI: методики контактної АСМ, методики напівконтактної АСМ, методи СТМ.

*    Шляхом систематизації параметрів отримуваних структур було встановлено, що в залежності від вибору температурних діапазонів можна отримати тонкі напівпровідникові плівки з відтворюваними параметрами.

*    Розроблена технологія вирощування напівпровідникових сполук з лазерних ерозійних потоків яка дозволяє реалізувати епітаксійний ріст при температурі Т=300К і отримувати структурнодосконалі плівки напівпровідників групи IV-VI з низькою концентрацією вільних носіїв. Плівки які отримані з легованих джерел, завдяки реалізації конгруентного розпилення матеріалу, характеризуються типом провідності і концентрацією носіїв струму у відповідності до природи домішки та її концентрації в джерелі.


Теоретичні та експериментальні дослідження властивостей гетероструктур, застосовних у детекторах терагерцового випромінювання

*    Встановлено, що на напівпровідникових підкладках з найбільш узгодженними параметрами невідповідності гратки та термічних коефіцієнтів розширення прикрайова смуга НФЛ в плівках CdZnTe відсутня. Показано, що інтенсивність ФЛ у прикраєвій області (1.54−1.60 еВ) значно залежить від типу підкладки і в меншому ступені від температури вирощування.

*    Чисельно змодельована залежність рухливостей двовимірного електронного газу у квантовій ямі CdTe/HgCdTe/CdTe із інвертованою зонною структурою при азотній температурі від параметрів структури.

*    Проведено еліпсометричне дослідження природної оксидної плівки на поверхні монокристалічного телуриду кадмію. встановлено, що процес взаємодії сколу монокристалічного телуриду кадмію з атмосферним повітрям складається із двох етапів. Виходячи із літературних даних висловлено припущення, що внутрішня плівка є шаром вільного телуру, а зовнішня утворена оксидом кадмію чи телуру або їх сумішшю.

*    Визначено, що в області радіаційного розупорядкування CdHgTe відбувається стискання/розтягування приповерхневої області епітаксійного шару кадмій-ртуть-телур та утворюється шар з відмінними від матриці властивостями.

*    Знайдено значення коефіцієнтів стискання b  кристалічної гратки твердого розчину, механічних напружень sмакс та профілі розподілу бору та срібла. Визначено роль механічної напруги легованого шару CdHgTe у перерозподілі точкових дефектів, формуванні модифікованих суб та нанорозмірних шарів.

*    Проведено систематичні дослідження структурних, оптичних та електричних властивостей напівпровідникових гетероструктур n - CdхHg1-хTe /CdZnTe (х ~ 0,223) до та після опроміненню іонами B+ та Ag+ (100 кeВ, доза імплантації Q = 3×1013 см-2). Здійснено математичне моделювання процесу іонної імплантації із застосуванням програмного пакету TRIM_2008. Визначено значення коефіцієнту стискання b кристалічної гратки твердого розчину та механічної напруги sмакс в області радіаційного разупорядкування від профілів розподілу бору та срібла. В області радіаційного разупорядкування CdHgTe утворюється шар з відмінними від матриці властивостями який піддається стисканню/розтягуванню. Після імплантації іонами срібла на поверхні утворюється масив конусоподібних структур від 5 до 25 нм по висоті та діаметром основи від 13 до 35 nm відповідно.


в співдружності з від № 19 зав.від. В.П. Кладько

*    Виявлено утворення наногетероархітектури Ag2O - Cdx Hg1–xTe (x = 0,2) на поверхні твердого розчину CdxHg1–xTe (х ~ 0,223) після імплантації іонами срібла (100 кеВ и 4,8*1013см-2 відповідно). Відпал зразків проводивися 5 годин при температурі 75ºС в атмосфері Аr при надлишковому тиску 4 атм.


в співдружності з від № 19 зав.від. В.П. Кладько


Дослідження процесів дефектоутворення у напівпровідникових сполуках IІ-VI, IІІ-V та IV-VI. Вивчення впливу дефектів та домішок на параметри зразків

*    Вивчено механізми легування домішками І, ІІ, ІІІ, парамагнітної та рідкоземельної груп Періодичної Системи елементів та їх вплив  на фундаментальні параметри вузькощілнних бінарних напівпровідників IV-VI групи та твердих розчинів на їх основі. Встановлено, що при введені домішок тільки незначна їх частка займає вузлове положення в металевій підгратці і проявляє тенденцію до утворення областей нановключень домішок і їх сполук з власними комопонентами матриці кристалу. Зі збільшенням концентрації домішок зростає їх концентрація в вузлах та відбувається об’ємна коалісценція нановключень, що призводить до компенсації електроактивних вакансій та утворенню вбудованих гетерпероходів відповідно. Наявність потенціального рельефу була виявлена при дослідженні струмопротікання, провідності наведеної електронним пучком, фотоелектричного ефекту та кінетики фотопровідності. Експериментальні данні та теоретичні розрахунки показали, що в області виникнення вбудованого гетеропереходу виникає енергетичний бар’єр, величина якого, визначається природою домішки.

*    З використанням комплексу електрофізичних, фотоелектричних, оптичних та електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) було досліджено властивості домішок та власних дефектів в залежності від їх концентрації і встановлено енергії активації та зарядовий стан домішок. Вперше було встановлено концентраційну область існування напівізолюючого стану системи PbTe:Ga, природа якого полягає в компенсації вакансій металевої компоненти та наявності глибокого рівня в забороненій зoні, а також показано, що Mn та Eu, входить в гратку по міжвузлях в двозарядовому стані.

*    Визначено ентальпії утворення дефектів Шоттки в твердих розчинах сполук IV-VI, які виявилися низькими, що при традиційних методах вирощування призводить до значних концентрацій електроактивних вакансій власних компонентів, а методи низькотемпературної обробки та легування є технологічно енергоємними та не технологічними, що обмежує використання цих сполук у виробництві детекторів ІЧ спектрального діапазону і вимагає розробки нових низькотемпературних технологій обробки та вирощування.

*    Досліджено та інтерпретовано ефект нетермічного ІЧ-лазерно-стимульованного об’ємного перетворення в системі власних і домішкових точкових та просторових дефектів в монокристалічних напівпровідникових сполуках IІ-VI, IІІ-V та IV-VI з наступним перерозподілом власних та домішкових компонент по вузлам кристалічної гратки, викликаючи незмінну в часі тансформацію фізичних параметрів напівпровідникових кристалів. Зокрема, вперше експериментально в результаті досліджень ЕПР виявлено супернадтонку взаємодію 3D5 електронів Mn2+ та 4f7 електронів Eu2+ з ядерними моментами ізотопів 125Те і 123Те першої координаційної сфери, встановлено наявність електронного фазового переходу метал-діелектрик-метал в монокристалах PbTe:Ga, збільшення ширини забороненої в монокристалах CdZnTe та зростання оптичного пропускання до теоретичної межі в спектральному діапазоні до 20 мкм.

*    Вперше виявлено гігантську міграцію в напівпровідникових сполуках IV-VI іонів домішок та власних компонентів при спільній дії електромагнітного поля лазерного випромінювання та зовнішнього слабкого (Е<0.1 В/см) електричного поля та анізотропію міграції відносно площини поляризації лазерного випромінювання. Експериментально виявлено механізм захоплення носіями струму іонів домішок та власних компонентів при одночасній спільній дії лазерного ІЧ випромінювання та зовнішнього слабкого електричного поля.

*    Експериментально та теоретично показано, що використання лазерно-індукованих пароплазмових потоків з напівпровідникових джерел стимулює низькотемпературну епітаксію, однорідний розподіл домішкових компонент по вузлам кристалічної гратки, суцільний ріст структурнодосконалих плівок та створює необхідні умови контрольованного отримання квантоворозмірних шарів, надграток заданноі архітектури та структур з квантовими точками.

*    Вперше експериментально встановлено механізм легування, зарядовий стан та локалізацію в гратці домішок перехідної та рідкоземельної груп у вузькощілинних напівпровідниках IV-VI групи та встановлено фундаментальні параметри парамагнітних центрів і їх залежність від аксіальної деформації в плівках та планарних наноструктурах.

*    Встановлено, що при нерівноважних процесах формування наносистем високоенергетичні потоки складових напівпровідникових джерела, в залежності від співвідношення поверхневих енергій компонентів структури, сприяють реалізація як планарної, так і точкової архітектури наноструктур і при відсутності напружень невідповідності. Густина, розмір та кристалічна структура точкових наноструктур визначається ступенем нерівноважності процесу роста. Встановлено що умови реалізації 3D вимірної острівкової структури через механізм Странського – Крастанова при гігантському пересичені не є обов’язковими і тому не вимагають каналів релаксації механічних напружень для утворення і упорядкування квантових точок.

*    Отримано методом лазерної епітаксії кванторозмірні шари та структури з квантовими ямами на основі IV-VI сполук в яких виявлено квантування спектрів оптичного поглинання та двомірну провідність і визначено енергетичне положення мінізон в залежності від періоду структури. Експериментально доведено, що в напівпровідникових надгратках вузькощілинних напівпровідників з високим значенням діелектричної проникності, розсіювання носіїв заряду при латеральній провідності відбувається на інтерфейсних модах і стає домінуючим зі зменшенням постійної надгратки.

*    Виявлено латеральну модуляцію зон коваріантного типу точкових 3D наноутворень PbTe кубічної кристалічної структури і високою густиною та визначено механізми переносу носіїв заряду в рівноважному та збудженому стані і встановлено канали рекомбінації просторово розділених зарядів.

*    Досліджено механізми фотолюмінесценції в надгратках з квантовими точками в системі неспоріднених гетероструктур CdTe-PbTe, виготовлених методом лазерної низькотемпературної епітаксії на напівпровідникових та діелектричних підкладках та встановлено суттєвий вплив на щільність, впорядкування та розмір квантових точок невідповідності постійних граток підкладки та компонентів надгратки.

*    Встановлено, що в результаті лазерного розпилення мішені HgCdTe лазерним випромінюванням, на Si підкладках кристалічна структура залежить від орієнтації підкладки кремнію та товщини буфеного шару CdTe і для найменшого значення невідповідності граток (112)Si, ширина рентгенівської кривої гойдання, не перевищує 330”. Молярний склад шарів зсунутий в бік збагачення компонентою Hg при низьких потужностях лазерного випромінювання. З підвищенням густини потужності на джерелі спостерігається зростання вмісту кадмію в шарі і при густинах W~5*104 Вт см-2 склад плівки та джерела знаходяться у відповідності до складу джерела. Концентрація носіїв в шарах при низьких температурах епітаксії (320Т360K) не перевищує n  1*1016 см-3. Тип провідності шарів визначається в основному температурою підкладки при W=const. на мішені-джерелі і інвертує з n- в p-тип з підвищенням температури епітаксії.

*    Експериментально встановлено природу та домінуючі механізми дефектоутворення, що обумовлені взаємодією швидких нейтронів з монокристалами CdZnTe, з’ясовано механізми переносу і рекомбінації носіїв заряду та релаксації радіаційних дефектів.

*    Отримано та досліджено гетероструктури та надгратки Si/SiGe з різним мольним вмістом германію, що отримані методом молекулярно-променевої епітаксії. Визначені режими вирощування епітаксійних шарів Si, SiGe та гетеропереходів Si/SiGe за осциляціями інтенсивності центрального відбитого рефлексу для підкладок кремнію з орієнтацією (111) та (001). Надгратки Si-SiGe вирощувалися при забезпечені умов псевдоморфного росту для отримання необхідної величини напружень які повинні формувати зонну діаграму структури.

*    Розроблено методику обробки напівпровідникових підкладок в кавітуючій рідини. Зразки монокристалів арсеніду галію або кремнію піддаються впливу кавітації, що збуджується у кріогенній рідини сфокусованим високочастотним ультразвуком. Виявлено утворення субмікронних (дендритних) та нанорозмірних структур і зміну у хімічному складі поверхні зразків. Морфологія отриманих структур залежить від параметрів кавітаційного впливу. Морфологія поверхні оброблених зразків вивчалася методом оптичної та атомної силової мікроскопії, та методом електронної мікроскопії з елементним аналізом.


Просвітлювальна оптика для ІЧ приладобудування

*    З метою підвищення ефективності поглинання хвильової енергії в ІЧ та особливо у СВЧ діапазоні тонкими шарами CdZnTe, CdHgTe, CdTe, GaAs, було використано несиметричні (тобто з різною кількістю шарів) інтерференційні структури, що обрамляють детектор по обидва його боки на основі алмазоподобных плівок вуглецю (DLC). Отримано ефект просвітлення напівпровідникових пластин CdZnTe плівкою DLC товщиною 1 мкм так і тонкими мультіплівками DLC в області (2 ÷ 16) мкм.
*    Виявлено ефект просвітлення та плазмовостимульованого утворення складної просвітлюючої оптичної системи DLC\CdZnTe (обробка підкладинки плазмою H2; N; Ar). Визначено властивості покриттів та власні втрати на поглинання a-C:H:N сполуки у ІЧ діапазоні.
*    Виявлено, що при осадженні діелектричного покриття утворюються перехідні мультішари фізична природа яких обумовлює просторову неоднорідність оптичних характеристик і дає можливість моделювання та виготовлення багатошарових інтерференційних просвітлюючих конструкцій на основі плівок DLC.

в співдружності з від № 9 зав.лаб. Н.І. Клюй.

Розробки

ПОРТАТИВНИЙ ТЕПЛОВІЗОР ДЛЯ МЕДИЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ
ТА НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ СПОРУД І ОБ'ЄКТІВ

Області застосування – для медичної діагностики.

Дозволяє проводити безконтактну і безопромінювальну діагностику запальних процесів і патологій, зокрема в онкології (наприклад, рак молочної залози, щитовидної залози), травматології та післяопераційного контролю наявності запалень, гінекології, аномалій циркуляції крові тощо.

Області застосування – для екологічного моніторингу.

Контроль трубопроводів, виявлення витоку гарячої води з теплових комунікацій, пожежонебезпечних об’єктів, раннє виявлення лісових і підземних пожеж, боротьба з лісовими пожежами, екологічний моніторинг теплового забруднення, розпізнавання теплових течій у воді.

Області застосування – у будівництві.

Фіксація теплових втрат будівель, аналіз роботи систем опалення, визначення положення арматури і захисного шару в залізобетонних блоках, виявлення тріщин і місць інфільтрації води у штукатурці, контроль якості покриття дахів, перевірка якості будівельних матеріалів при виготовленні тощо.

Області застосування – в електро- і теплоенергетиці.

Контроль ЛЕП, контроль теплових процесів в електротехнічному обладнанні на підстанціях і високовольтних лініях, контроль контактних з’єднань, дефектоскопія ізоляції, силових трансформаторів, вентильних розрядників, колекторних щіток електричних машин, рубильників та інших навантажених струмом вузлів.

Області застосування – у транспортній галузі.

Тестування автопокришок, тестування скла з електричним підігрівом для автомобілів та літаків, дослідження аеродинамічних якостей літаків і контролю якості тормозних колодок, температурний контроль при вкладанні асфальту тощо.

ІНШІ РОЗРОБКИ ВІДДІЛУ

• Розроблено технологічний маршрут виготовлення багатоелементних фотоприймачів ІЧ-діапазону спектру, що включає формування металевих та напівпровідникових шарів, створення контактних ділянок та вікон за допомогою методів фотолітографії, імплантації та гібридного збирання фотоприймальних пристроїв і корпусування фотоприймальних пристроїв.

• Розроблено та виготовлено зразки багатоелементних фотоприймачів довгохвильового (γ≈8-12мкм) ІЧ-діапазону спектру з граничними характеристиками (виявна здатність 7•1010 см 1•Гц1/2/Вт) та попередньою обробкою інформації за допомогою кремнієвих ВІС зчитування, розташованих у фокальній площині кріоохолоджуваних фотоприймальних пристроїв.

• Розроблено клеєві композиції з підвищеною механічною міцністю та високою теплопередачею, які працюють при кріогенних температурах, для кріплення фотоприймальних модулів в кріостатах.

• Розроблено та впроваджено методику позиціонування та ультразвукового зварювання системи „растр - схема зчитування”, що забезпечує мінімізацію термомеханічних напружень у з`єднаннях.

• Розроблено та вдосконалено методику обробки експериментальних даних, отриманих методом еліпсометрії.

• Розроблено неруйнівний метод акустотермовізуалізації дефектів з використанням можливості акустичного збудження внутрішніх джерел ІЧ - випромінювання поблизу протяжних дефектів та генерації нерівноважних носіїв заряду в твердих розчинах вузькощілинних напівпровідників А2В6 та А3В5.

• Розроблено повнооптичний спосіб оперування сигналами на основі ефекту нелінійного зсуву фотонної зони для створення повнооптичного суматора та пристрій повнооптичних 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.

• Розроблено тепловізійний прилад для безконтактної медичної діагностики та екологічного моніторингу, який атестовано МОН України. Прилад застосовано у двох медичних закладах м. Києва.

• Розроблено автоматизовані стенди атестації ВІС зчитування та фотоприймальних пристроїв інфрачервоного діапазону спектра.

Обладнання

Зондова установка для вимірювання електрофізичних (вольт-амперних) характеристик матриць фотоприймачів

 

Вакуумна установка із магнетронною приставкою для нанесення металічних контактів ВУП-5М

 

Установка фотолітографії «Лада-Электроника»

 

Фур’є-спектрометр

 

Безконтактний інтерференційний 3D профілограф «Мікрон-Альфа»

 

Установка вакуумного напилення методом «гарячої стінки», що дозволяє наносити тонкі плівки із A2B6 (CdTe, CdZnTe) та A4B6 (PbTe, PbSnTe, SnTe), товщиною від 5 нм до 3 мкм.

 

Стенд для отримання зображень у мм та суб-мм діапазонах спектру

 

Стенд для вимірювання електричних характеристик інтегральних мікросхем (або схем зчитування багатокомпонентних приймачів випромінювання)

 

Атомно-силовий мікроскоп ”Фемтоскан“

 

Еліпсометр

 

Типовий вигляд однієї із вимірювальних лабораторій

 

Проекти

2013 рік

  • №:11/13-Н «Фізичні процеси детектування випромінювання терагерцевого / субліметрового діапазону за допомогою польових нанотранзисторів»
  • №:ІІІ-07-11 Дослідження, розробка та діагностика напівпровідникових пристроїв мікрохвильової та ІЧ нанофотоелектроніки Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України
  • №:ІІІ-10-12 (прикладна) Розробка технологій фотовольтаїчних та плівкових структур фотоелектроніки та десорбційної мас-спектрометрії Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України (21 червня 2011 р., протокол № 5)
  • №:ІІІ-41-12 Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України (28 листопада 2011 року, протокол № 8)

2012 рік

  • №:ІІІ-07-11 Дослідження, розробка та діагностика напівпровідникових пристроїв мікрохвильової та ІЧ нанофотоелектроніки Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України
  • №:ІІІ-10-12 (прикладна) Розробка сучасних напівпровідникових матеріалів і структур для опто-, мікро- і сенсорної електроніки Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України (21 червня 2011 р., протокол № 5)
  • №:ІІІ-41-12 Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення сучасних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- і оптоелектроніки Цільова програма ВФА НАН України. Виконується за Постанова Бюро ВФА НАН України (28 литопада 2011 року, протокол № 8)

2011 рік

  • №:ІІІ-07-11 «Дослідження, розробка та діагностика напівпровідникових пристроїв мікрохвильової та ІЧ нанофотоелектроніки» Відомча тематика ВФА НАН України. Виконується за Постановою Бюро ВФА НАН України від 20.12.2010 р. № 10
  • №:III-10-09 (прикладна) „Нові принципи, методи і засоби одержання, дослідження і характеризації напівпровідникових матеріалів і структур, створення елементної бази перспективної напівпровідникової електронної техніки, в тому числі на основі нових фізичних явищ” Виконується за рішенням ВФА НАНУ
  • №:41 „Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення і характеризації напівпровідникових матеріалів і функціональних структур сучасної електроніки” відомча тематика. Виконується за рішенням ВФА НАНУ № 10 від 19.12.2006 р.
  • №:3 Надшвидкі транзистори з керованою лавинною ударною іонізацією та міжзонним тунелюванням Конкурс спільних наукових проектів НАН України – CNRS. Згідно розпорядження НАН України від 04.06.2010 р. № 312
  • №:53 “ІІ етап. Математичне моделювання роботи кремнієвих МОН та КРТ МДН нанотранзисторів під дією ТГц випромінювання та визначення електричних характеристик вхідних пристроїв інтегральних схем зчитування інформації” в рамках наукового проекту „Фізичні процеси детектування випромінювання терагерцового/субміліметрового діапазону за допомогою польових нанотранзисторів” цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми наноструктурних систем, наноматеріалів, нанотехнологій». Виконується згідно постанови Президії НАН України від 05.05.10 №129 та розпорядження Президії НАН України від 21.02.11 №115

2007 – 2010 роки

  • №:41 „Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення і характеризації напівпровідникових матеріалів і функціональних структур сучасної електроніки” відомча тематика. Виконується за рішенням ВФА НАНУ № 10 від 19.12.2006 р.

Виставки

Виставки, у яких Відділ взяв участь у 2015 році

 

20.10.-22.10.2015 розробки відділу (ІЧ тепловізор; детектори суб-ТГц/ТГц діапазону спектра; маскуючі та фільтруючі покриття для ІЧ та суб-ТГц діапазонів спектра) було представлено на інформативно-комунікативному заході «Дослідження і розробки НАН України для оборонно-промислового комплексу держави» в рамках міжнародної спеціалізованої виставки «LABCompLEX. Аналітика. Лабораторія. Біотехнології. HI-TECH» (20.10.-22.10.2015 р., Виставковий центр «КиївЕкспоПлаза»).

 

22.09-25.09.2015 дані розробки було представлено на ХII Міжнародній спеціалізованій виставці «ЗБРОЯ ТА БЕЗПЕКА – 2015» (22.09-25.09.2015), на якій в рамках інформаційно-комунікативного заходу «Перспективи науково-технологічного забезпечення оборонно-промислового комплексу України» було представлено доповідь Сизов Ф.Ф., Руденкo Е.М., Цибрій З.Ф., Свеженцова К.В., Голенков О.Г., Вуйчик М.В., Короташ І.В., Шаповалов А.П., Полоцький Д.Ю., Білоголовський М.О., Осіпов Л. «Маскуючі та фільтруючі тонкі шари наноструктурованих композиційних структур для ІЧ та суб-ТГц діапазонів спектру».

 

Публікації

2017