Дослідження

- Розробка та дослідження елементної бази ІЧ та ТГц фотоелектроніки на основі напівпровідникових матеріалів;

 - Технологія виготовлення функціональних елементів для напівпровідникової мікро- та нанофотоелектроніки;

 - Дослідження характеристик фотоприймачів для ІЧ та ТГц діапазону спектра.

Досягнення

         Досягнення тарезультати за останні три роки (за період 2018-2020 рр.)

Розроблено та реалізовано елементи технології формування приймачів випромінювання для інфрачервоного (ІЧ) та терагерцового (ТГц) діапазонів спектру різних форматів на основі вузькощілинних напівпровідників HgCdTe, InSb, InAs.

Розроблено та встановлено механізми функціонування покриттів на основі тонких плівок AlN та MgO на гнучких полімерних підкладках як фільтрів для ІЧ та ТГц спектральних діапазонів. (Спільно з інститутом металофізики НАНУ).

Розроблено метод отримання наноструктур Ag₂O на поверхні гетероепітаксійної плівки p-HgCdTe для приладів ІЧ та ТГц/суб-ТГц діапазонів спектра. Розробка захищена Патентом України (№ 112999, 2016 р.)

На базі надчутливої ПЗЗЕМ фото матриці формату 640х512 розроблено камеру видимого та ближнього діапазону хвиль з чутливістю кращої за 10^-3 люкс.

Проведені дослідження та впроваджено сучасні технології для виготовлення ТГц квазіоптики за допомогою технології3D друку, а саме - пошарове створення фізичного об'єкта по цифровій 3D-моделі. Освоєно та удосконалено процес виготовлення асферичних поверхонь лінздля ТГц ділянки спектру.

Розроблено дизайн елементів болометрів та польових транзисторів на основі наноструктур кадмій-ртуть-телур та композитних наноструктур на базі нановуглецевих матеріалів для детектування у ТГц та суб-ТГц діапазонах спектра.

Розроблено конструкцію польового транзистора на базі двошарового графену і виготовлено польовий транзистор з каналом, що являє собою ексфолійований шар графену, що розташований між двома шарами hBN, що управляється напругою двох затворів.

Розроблені технологічні режими створення омічнх контактів до планарної квантової ями і протестовано діелектричні покриття для створеня польового електроду до структури.

Розроблено інтегральний МДН-приймач мм та суб-мм діапазонів випромінювання електромагнітного спектру

Розроблено ТГц сканер для контролю поштових відправлень.

Розроблено багатофункціональний стенд для вимірювання параметрів напівпровідникових структур ІЧ та терагерцової фотоелектроніки.

Методом сонохімічного синтезу створені біосумісні бар’єрні гетероструктури (CaO-SiO₂)/Si, (2CaO-SiO₂)/Si та Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂/Si з фотовольтаічними властивостями в спектральному діапазоні від 500 нм до 1200 нм, а також зразки с іммобілізованими на поверхні функціональними групами класу амінів (-NH₂ ) та імінів (R1R2C=NR3) в якості біолінкерів.

Запропоновано та розроблено гібридний (фото/термо)електричний перетворювач сонячної енергії на основі багатошарової структури Fe₂O₃/Cr₂O₃/SiO₂/Si з покращеними фотоелектричними властивостями, що відповідає високій швидкості розділення фотоіндукованих зарядів.

Встановлено, що плазмохімічне осадження алмазоподібної вуглецевої плівки (DLC) на спеціально підготовлені кристали CdZnTe призводить, як результат пасивації, до ефекту зменшення струму витоку не менше ніж в 10 разів та збільшення питомого опору (10⁸®10⁹Ом) напівпровідникового матеріалу, що дозволяє підвищити робочі значення напруги зміщення в детекторній структурі DLC/CdZnTe і тим самим покращити ефективність детектуванняX/гамма-випромінювання.

Розробки

         У минулі роки співробітниками відділу був накопичений значний досвід у промислових впровадженнях своїх розробок: декілька нових технологій вирощування кристалів групи А²В⁶ було впроваджено у підприємствах колишнього Міністерства електронної промисловості СРСР.  Кристали групи А²В⁶ з заданими властивостями поставлялися також за контрактами до різних підприємств та фірм згідно з багатьма вітчизняними та міжнародними проектами та контрактами, в тому числі контрактом з відомою аерокосмічною фірмою США “McDonnell Douglas Aerospace”.
         Протягом останнього десятиріччя у відділі був розроблений і реалізований на виробничих площах інституту повний технологічно-дослідницький цикл виготовлення кристалів розробленого і запатентованого співробітниками відділу оптичного германію нового типу (германію, легованого натрієм) та оптичних елементів на його основі. Цикл включає понад 25 технологічних операцій, у тому числі  хімічне відновлення діоксиду германію та одержання металевого германію, зонне очищення металевого германію, легування германію натрієм, вирощування з розплаву монокристалів та крупноблочних кристалів заданих форми та розмірів за допомогою різних технологічних методів, калібрування злитків, виготовлення заготівок для пласких вікон і сферизованих лінз, кількісний контроль електричних і оптичних параметрів кристалів. Лінійка у значній мірі базується на оригінальних технологічних методиках та засобах.
          Налагоджено серійне експериментальне виробництво кристалів оптичного германію Ge:Na у формі циліндрів діаметром до 250 мм та прямокутних паралелепіпедів і пластин розміром до 450×160×60 мм³. Виробничі потужності виробництва станом на січень 2013 року становлять до 500 кг германію та виробів з нього на рік. Матеріал, що виготовляється, відповідає найвищим світовим стандартам на оптичний германій, а за рядом показників перевищує ці стандарти.
       Було укладено та виконано міжнародні контракти з фірмами США (головний закордонний замовник), Австрії, Німеччини, Росії, Латвії, Швейцарії,   а також  договори з вітчизняними підприємствами оптичного приладобудування на поставку кристалів оптичного германію з заданими оптичними та геометричними параметрами та створених на їх основі виробів інфрачервоної оптики – заготовок для лінз, захисних екранів, тощо. Протягом останнього десятиріччя загальний обсяг поставок перевищив 1,5 тонни кристалів та виробів з них вартістю понад 2 мільйони доларів США. Станом на січень 2014 р. укладені договори на поточний рік на поставку кристалів оптичного германію та виробів з нього на загальну суму понад 10 млн. грн.
          На теперішній час відділ № 34 є єдиним виробником оптичного германію в Україні і задовольняє потреби в цьому матеріалі всіх вітчизняних підприємств оптичного приладобудування.

Обладнання

///

Проекти

////

 напівпровідникових кристалах.

Публікації