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

Пошук

Відділ кінетичних явищ та поляритоніки

 

 

 

Керівник

 

кандидат фізико-математичних наук

Мамикін Сергій Васильович

 


Тел./факс:(+38044)525 65 46
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

ORCIDResearchGate

  

 

Дослідження

Основні напрямки наукової і науково-технічної діяльності відділення:

- теоретичне та експериментальне дослідження електронних і поляритонних явищ на поверхні і межах поділу напівпровідників з метою підвищення ефективності взаємодії світла з твердотільними структурами (поляритонна оптоелектроніка, зокрема плазмоніка);

дослідження оптичних властивостей низьковимірних (1D, 2D) структур, профільованих поверхонь напівпровідників, нанокомпозитних середовищ, нанорозмірних плівок та їх інтерфейсів в різноманітних твердотільних структурах поляритонної оптоелектроніки;

– практичне застосування ефектів плазмоніки для підвищення ефективності елементів фотовольтаїки та сенсорики;

- вивчення фото- та термостимульованих процесів у тонкошарових структурах, зокрема фазово-структурних перетворень, зміни ближнього та середнього порядку, фотостимульованої дифузії;

- дослідження оптичних, люмінесцентних та електрофізичних властивостей тонкоплівкових гетерофазних структур в т.ч. з включенням частинок нанометрових розмірів;

розробка високороздільних неорганічних резистів, тонкоплівкових структур для оптики, електроніки та технологій їх практичного застосування.


Основні напрями наукових досліджень відділу:

електричні і гальваномагнітні властивості напівпровідників і напівпровідникових наноструктур;

акустоелектронна релаксаційна спектроскопія складних домішкових нанодефектів у напівпровідникових матеріалах та гетероструктурах;

біосенсорика.

Більш детально, робота відділу включає:

дослідження гальваномагнітних явищ в квантово-розмірних напівпровідникових системах (діодних (RTD) та транзисторних (FET, HEMT) гетероструктурах на основі нітридів металів підгрупи Al; кремнієвих транзисторних наноструктурах Si-NW FET), що виникають в умовах сильних магнітних та електричних полів при кріогенних та кімнатних температурах;

дослідження міждефектної взаємодії в монокристалах кремнію, вирощених різними методами (методом Чохральського, безтигельною зонною плавкою (БЗП) та БЗП з електронно-променевим розплавом зони) з різним ступенем легування та різним вмістом фонових домішок (кисню, вуглецю, та ін.) в умовах впливу на них різних зовнішніх чинників (магнітних полів, пружної та пластичної деформації, термічних обробок, жорсткої радіації та інших);

дослідження взаємодії об'ємних і поверхневих хвиль з мікро- і нанорозмірними об'єктами, розташованими поблизу або на поверхні. Дослідження поверхонь твердотільних структур, що базується на просторовому розподілі інтенсивності розсіяного світла, його поляризаційних властивостях. Динамічні дослідження за даними розсіювання світла структур з колоїдними мікро- і нано-частинками під дією зовнішніх полів. Застосування пружного розсіювання світла для контролю стану поверхні напівпровідникових пластин, оптичних поверхонь типу металевих дзеркал, та інших;

вивчення особливостей явищ переносу носіїв заряду в об’ємних напівпровідниках А2В6, А3В5 та кристалах ІV групи (Ge, Si); встановлення фізичних закономірностей модифікації структури дефектів під впливом акустичних хвиль у напівпровідникових кристалах різних типів та різної структурної якості та приладах на їх основі; вивчення механізмів акусто- дефектної взаємодії та розробка методів акустостимульованого покращення електричних і фотоелектричних параметрів;

дослідження особливостей фізичних процесів на межі розділу фаз гомо- і гетероструктур, розвиток методів метрики параметрів напівпровідникових матеріалів і діодних температурних сенсорів;

дослідження адсорбційних властивостей, чутливості та селективності сенсорів і сенсорних масивів з каліксареновими та полімерними чутливими шарами.

 

Основні напрямки наукової і науково-технічної діяльності лабораторії:

1. Сонячна енергетика

Розробка технології отримання просвітлюючих та пасивуючих плівок, дослідження та оптимізація їх характеристик;

Розробка та оптимізація технологій виготовлення тонкоплівкових фотоелектроперетворювачів на основі плівок AIIBVI та кестеристів;

Відпрацювання технології покращення властивостей і виготовлення сонячних модулів на основі кремнію наземного та космічного призначення;

Розробка та оптимізація опорно-поворотних та слідкуючих фотовольтаїчних систем;

Оптимізація методу гарячого вакуумного ламінування;

Розробка методів безвакуумної інкапсуляції сонячних модулів;

Розробка та виготовлення технологічного обладнання і оснастки для виготовлення сонячних модулів.

2. Енергонакопичуючі прилади

Розробка технологій покращення характеристик складових частин високопотужних суперконденсаторів;

Розробка нових технологій формування електродів на основі вуглецю для акумуляторних батарей;

Вивчення електрохімічних властивостей нанопористих вуглецевих матеріалів та структури подвійного електричного шару на границі розділу вуглецевий матеріал-електроліт;

Гібридні акумуляторно-суперконденсаторні джерела живлення;

Визначення основних характеристик високопотужних суперконденсаторів.

3. Технологія газодетонаційного осадження покриттів

Розробка технології осадження біосумісних покриттів для медичних імплантатів;

Відпрацювання технології осадження зносостійких та високотемпературних покриттів.

Склад відділу

 

 

Naseka

 

  

     

 

Заступник зав.відділу

 

 

Насека Юрій Миколайович

 

старший науковий співробітник,

доктор фізико-математичних наук

 

тел.: +380 (68) 117 87 15

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

 

 

ORCID

  

Indutniy

 

 
Індутний Іван  Захарович

головний науковий співробітник,
доктор фізико-математичних наук,
професор
 
тел.: +38 (044) 525-63-42
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
  
ORCID

 

Shwarc

 

 
 
Шварц Юрій Михайлович

провідний науковий співробітник,
доктор фізико-математичних наук
 
тел.:+38  (044) 525 74 63
внутр. тел.: 7-79
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
 
 ORCID

 

Danko

 

 
Данько Віктор Андрійович

провідний науковий співробітник,
доктор фізико-математичних наук
 
 
тел.: +38 (044) 525-32-44
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 ORCID

Ohrimenko

 

 
 
Охріменко Ольга Борисівна
 
 
провідний науковий співробітник,
доктор фізико-математичних наук 
 
тел.: +38 (044) 525-62-61
внутр. тел.: 3-17 
ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
 
ORCID
 
 
 
 
 
 
 
  

  

Koshec

 

Кошець Ігор Анатолійович

 

старший науковий співробітник,

кандидат фізико-математичних наук
 
тел.:+38 (044) 525-97-98

внут.тел.: 2-43

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

 

 ORCID

Minko

 
 
 
Минько Віктор Іванович

старший науковий співробітник, 
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.:+38  (044) 525 57 77
внутр. тел.: 2-91
ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
ORCID 
 
   

 

 

 
  
 

 

Temcenko

  

 
 
Темченко Володимир  Павлович

старший науковий співробітник,

кандидат технічних наук

 
тел.:+38 (044) 525 52 78
ел.пошта : Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID ResearchGate
 

 

Shinkarenko

 

 
Шинкаренко Олена Вікторівна

старший науковий співробітник, 

кандидат фізико-математичних наук

 

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

старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.:+38 (044) 525 57 77 
ел.пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID
 

 

 

Smertenko

 

 

 

 
  
Смертенко Петро Семенович

старший науковий співробітник, 
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.: +38 (044) 525 64 77
внутр. тел.: 3-26
ел.пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 
 ORCID
 Oleinikov
 
  
Алейніков Андрій Борисович

старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук

тел.:+38 (044) 525-83-14
внутр.тел.: 4-73
ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID

 

 

Timochko

 

 

 
 
Тимочко Микола Дмитрович
 
старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук

тел.:+38 (044) 525-62-56
внутр. тел.: 3-11
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID
Kudrick
 

Кудрик Ярослав Ярославович
 
старший науковий співробітник,
кандидат технічних наук
 
тел.:+38 (044) 525 61 82
внутр. тел.: 5-14
ел.пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
 
 ORCID
Borblik
 
 
 
Борблик Віталій Леонідович

кандидат фізико-математичних наук,
старший науковий співробітник
 
тел.: +38 (044) 525 62 92
внутр. тел.: 7-10
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID
 Skopinskiy
 
Сопінський Микола Вікторович

старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук

тел.: +38 (044) 525-32-44
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID
Lozinskiy
 
 
 
Лозінський Володимир Борисович
 
старший науковий співробітник,
кандидат технічних наук
 
тел.: +38 (044) 525 62 02
внутр. тел.: 5-25
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. ,   Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID ResearchGate
 

 

Shwarc2png

 
 
Шварц Марина Михайлівна
 
науковий співробітник,
кандидат фізико-математичний наук
 
тел.:+38 (044) 525 74 63
внутр. тел.:7-79
 
ORCID 
 
Lukynov
 
  
 
Лук'янов Анатолій Миколайович

науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.: +38 (044) 525 57 55
внутр. тел.: 5-25
ел.пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
ORCID ResearchGate
 
 
 Milenin
 
 
 
Міленін Григорій Володимирович

кандидат технічних наук,
науковий співробітник

тел.: +38 (044 ) 525-61-82
внутр. тел.: 3-40 
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID ResearchGate
 
 Roshina
 
Рощина Ніна Миколаївна
 
науковий співробітник,
кандидат технічних наук

тел.: +38 (044) 525-66-67
внутр. тел.: 3-26
ел.пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
ORCID

 

  

 

 
  
  
Барлас Тетяна Рудольфівна
 
старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук
 

тел.:+38 (044) 525 65 46

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

 ORCID

 

 

  

  

 

 

Романюк Володимир Романович

 
старший науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.: +38 (044) 525 65 46
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID
 
 
 
Boiko
 
Бойко Микола Іванович
 
старший науковий співробітник,
кандидат технічних  наук
 
тел.: +38 (044) 525-64-73 
ел.пошта : Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 

 

 

Redko

 

 
Редько Світлана Миколаївна

молодший науковий співробітник
 

внутр. тел.: 3-95  
ел.пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
 
 ORCID ResearchGate

 

Raicheva

 
Райчева Валентина Григорівна
 

молодший науковий співробітник

тел.: +38 (044) 525-83-14
внутр. тел.: 2-75
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  
 
 ORCID

 

 

Zaharchenko

 

 

 

Захаренко Оксана Миколаївна

 

молодший науковий співробітник


тел.: +38 (044) 525-61-86

внутр. тел.: 3-05

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

ORCID 

 

 

Дикуша фото

 

 

Дикуша Валерій Миколайович


молодший науковий співробітник


внутр. тел.: 5-35

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

 

 ORCID ResearchGate

 

 Mamjntova

 

Мамонтова Ірина Борисівна

 
науковий співробітник,
кандидат фізико-математичних наук
 
тел.: +38 (044) 525 65 46
 
  ORCID

 

 

 

 

Lyshuk

 

 

Лящук Юрій Миколайович


молодший науковий співробітник


тел.: +38 (044) 525-83-14

внутр. тел.: 2-75
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

ORCID 

 

Goleniceva

 


Голєніщева Раїса Андріївна

молодший науковий співробітник


тел.: +38 (044) 525-12-28

внутр. тел.: 2-11
ел. пошта: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

 

 

  

 

Котова Наталія Василівна

молодший науковий співробітник
 
 
тел.: +38 (044) 525 50 70 
 
ORCID 
 

 Rybcenko

 

Рябченко Юрій Сергійович


науковий співробітник,

кандидат фізико-математичних наук

 

тел.: +38 (044) 525 12 28

внутр. тел.: 5-82

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

 

ORCID 

 

 

 

Лунько Тетяна Сергіївна

 

молодший науковий співробітник
 
тел.: +38 (044) 525 50 70
 
 ORCID.png
 
 

 

Koluzniy

 

Калюжний Владислав Віталійович


аспірант

 

тел.: +38 (044) 525 83 14
ел. пошта:  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 ORCID

 

No

 

 

 

 

Рудзинський Віктор Станіславович


провідний  інженер (технік)

 

тел.:+38 (044) 525 12 28 

 

 

 shtykalo

 

 

 

Штикало Олександр Вікторович

 

інженер 2 категорії

тел.: +38 (044) 5256546 

 

 ORCID

No

 

 

ГОРОБЕЙ Оксана Ярославівна

 

Аспірант, пров. інж.

тел.:+38 (044) 525-83-14

внутр. 4-73

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

 

 ORCID

 

Досягнення

 

- При дослідженні магнітотранспорту в номінально нелегованих гетероструктурах AlGaN/GaN з різним ступенем квантової локалізації отримане уточнене значення ефективної маси 2DEG на краю зони провідності GaN, яке дорівнює (0.2±0.01)·m0;

- З’ясовано особливості квантової локалізації 2DEG в модульовано-легованих та номінально
нелегованих гетероструктурах AlxGa1-xN/GaN внаслідок полів спонтанної та п’єзоелектричної поляризації, прояснено рекомбінаційну природу довгохвильової фотолюмінесценції, показано вплив домішкових центрів на рекомбінацію носіїв;

- Ідентифіковано "акустоактивні дефекти" в бездислокаційних γ-опромінених кристалах Si. Встановлено, що такими дефектами є: в Si-Cz зразках – А-центри і дивакансії; в Si-Fz зразках – дивакансії і комплекси Ps-Ci;

- У дислокаційних кристалах СdTe запропоновано механізм дифузійної перебудови дислокаційних кластерів на час дії ультразвуку;

- Встановлено закономірності впливу акустичних хвиль на процеси релаксації нерівноважних дефектів при йонній імплантації в пластини й структури кремнію. Показано, що саме нерівноважність і лабільність дефектів є головними чинниками їхньої ефективної взаємодії з акустичними хвилями;

- Показано, що всі відомі акустостимульовані явища у напівпровідниках за характером дії акустичної хвилі, способом її виявлення та за функціональними можливостями застосування, можна розділити на три окремі класи: а) динамічні; б)технологічні; в) інформаційні.

- Реконструкція атомної структури поверхні кремнієвих пластин відповідно до просторового розподілу розсіяного світла; Виявлений ефект гігантського підсилення розсіювання поверхневих плазмон-поляритонів; Отримано одні з найперших даних по розсіюванню поверхневих і об'ємних хвиль металевими наночастинками;

- Розроблені способи для розмежування топографічного розсіювання рельєфом поверхні та розсіювання на нетопографічних джерелах, таких як дефекти структури, включення інших хімічних компонентів тощо. Таке розсіювання не тільки продемонстровано, але й визначено параметри нетопографічних джерел дефектів.

- Досліджено адсорбційні властивості нових спеціально синтезованих наноструктурованих матеріалів-сорбентів: функціоналізованих каліксаренів, непровідних полімерів, композитів “полімер-каліксарен” та похідних b- циклодекстринів. Продемонстровано, що специфічність адсорбційної взаємодії нових нанопоруватих матеріалів щодо широкого класу органічних летючих молекул, зокрема, спиртів, ароматичних та хлорорганічних сполук, кетонів та ін., визначається особливостями структури нанопор та заміщуючих груп молекул-сорбентів. Визначено чутливість нових матеріалів до широкого спектру органічних молекул;

- Створено технологію виготовлення тонких плівок хімічно-модифікованих каліксаренових сполук, які забезпечують достатню чутливість та роздільну здатність по відношенню до летких органічних розчинників.

 

Найбільш вагомі наукові і науково-технічні результати:

 

1. Показано, що осадження АВП на кремнієві наноструктури є перспективним як для більш
ефективного використання УФ частини сонячного спектра при використанні наноструктур у складі СЕ, так і для поліпшення деградаційної стійкості самих наноструктур. При використанні Si наноструктур для перевипромінювання світла важливо не тільки збільшення загальної (інтегральної) інтенсивності ФЛ, але і факт зміщення максимуму смуги ФЛ до значень, дуже близьких до максимуму спектральної чутливості кремнієвих СЕ.

2. Розроблено технологію виготовлення сонячних модулів з застосуванням нових матеріалів.
Для сонячних модулів, виготовлених на основі тонких кремнієвих монокристалічних фотоперетворювачів з розмірами 156х156 мм та товщиною 150 мкм, розроблено технологію інкапасуляції рідкими прозорими кремнійорганічними двокомпонентними заливочними герметиками. Розроблено та виготовлено технологічну оснастку для виконання цієї технологічної операції. Виготовлено та протестовано макетні зразок силового сонячного модуля та сонячної батареї із застосуванням даної технологічної операції.

3. Вперше показано, що попередні плазмові обробки і осадження алмазоподібних вуглецевих
плівок (АВП) покращують стійкість сонячних елементів на основі кремнію та оптичних елементів інфрачервоної оптики на основі кристалів GaAs до дії g- опромінення. При цьому інтегральне пропускання після γ-опромінення з дозою 1,41×107 рад для зразка GaAs без АВП падає в 1,35 рази, тоді як для зразків з АВП тільки в 1,06 (обробка в плазмі Ar+) і в 1,1 рази (обробка в плазмі H+) відповідно. Це свідчить про значно вищу радіаційну стійкість структур з АВП порівняно з незахищеним кристалом напівізолюючого GaAs. Пропускання структури АВП–GaAs після дії g–опромінення може навіть перевищувати пропускання вихідної (неопроміненої) структури. Даний ефект зумовлений як зміною властивостей кристала GaAs, так і структурною модифікацією АВП під дією g–квантів.

4. Проведено експериментальне дослідження залежності внутрішнього опору суперконденсатора (СК) від товщини вуглецевої енергонакопичуючої складової електрода.
Встановлено гарну кореляцію експериментальних даних з результатами теоретичних розрахунків, що підтвердило правильність запропонованої моделі. На основі співставлення результатів теоретичного моделювання і експерименту визначено оптимальні товщини електродів СК. Досліджено можливість використання блоку суперконденсаторів спільно з акумулятором в ролі гібридного джерела живлення для енергозабезпечення системи орієнтації в сонячній електростанції. Запропоновано електронний пристрій захисту блоку СК від розбалансування. Розроблено та апробовано фізико-технічні принципи роботи слідкуючих систем для сонячних модулів з застосуванням суперконденсаторів та п’єзоелектричних двигунів.

5. Встановлено, що властивості біоактивних шарів на основі гідроксиапатиту, сформованих на медичних імплантатах, виготовлених з титану, методом газодетонаційного осадження (ГДО), відповідають всім вимогам до властивостей шарів такого типу, зокрема: структура ГД покриття відповідає структурі вихідного порошку ГАП, в покритті не спостерігається появи нових фаз і суттєвої аморфізації; в ГД шарі не виявлено сторонніх шкідливих домішок, зумовлених технологічним процесом ГДО. Для запобігання відшаровування біоактивного покриття на сітках для краніопластики запропоновано використовувати двошарове покриття з першим буферним шаром на основі ZrO2 + ГАП або Al2O3 та зовнішнім біоактивним шаром на основі ГАП. Крім того, наявність буферного біоінертного шару на металі запобігатиме безпосередньому контакту тканин організму з металом у випадку резорбції верхнього біоактивного шару.

6. Запропоновано новий метод виготовлення структур з покращеними механічними властивостями на основі системи кераміка – біоінертне покриття – біоактивне покриття, отримане методом ГДО. Показано, що завдяки осадженню запропонованої шаруватої структури механічні властивості імпланта (міцність на злам і модуль пружності) можуть бути покращені. Оптимальним з точки зору покращення механічних властивостей (міцність на злам і модуль пружності) імплантата на основі такої шаруватої структури є використання композитного буферного шару, виготовленого з суміші Al2O3+ ZrO2(4% Y2O3). Проведені дослідження in vivo та in vitro дозволяють зробити висновок, що біоморфна кераміка на основі SiC з біосумісними покриттями за своїми характеристиками є найбільш споріднена до кісткової тканини. Застосування структур на основі біоморфної карбідокремнієвої кераміки з біоактивними шарами на основі ГАП може дозволити вирішити проблему утворення фіброзної капсули навколо біоінертного імплантата.

7. Експериментально встановлено, що максимальна питома площа поверхні пор, яку можна отримати шляхом додаткової активації пористого вуглецевого матеріалу лугами не перевищує 2600м2/г. Показано, що питома ємність електрохімічної системи пористий вуглецевий електрод/органічний електроліт нелінійно залежить від розміру пор і набуває максимального значення коли пори стають однаково доступні для катіонів та аніонів електроліту.На основі розроблених підходів розроблено та виготовлено макетні зразки суперконденсаторів ємністю 300 Ф і 4000 Ф з покращеними характеристиками.

8. Експериментально встановлено, що плівки нестехіометричного карбіду кремнію можуть успішно застосовуватися для поліпшення пропускання оптичних елементів на основі германію в спектральному діапазоні 2,5 - 10 μm. Просвітлення германію розробленими
плівками дозволяє збільшити пропускання до ~ 65% (λ = 4 μm), до ~ 58,6% (λ = 8,5 μm) при односторонньому просвітленні. Двостороння просвітлення збільшує пропускання до ~ 96% (λ = 4 μm) та до ~ 76,9% (λ = 8,5 μm). Оптимізація технології осадження дозволила отримати плівки, що характеризуються оптимальним співвідношенням оптичних і механічних властивостей. Отримані плівки є однорідними за складом і характеризуються високою адгезією до підкладинки. Зміна умов осадження дозволяє отримувати плівки a-SixC1-x:H, що мають високі значення твердості (Н) та модуля Юнга (Е). Високе значення Н/Е свідчить про гарну зносостійкість розроблених плівок.

9. Розроблено технологію осадження нових деградаційно-стійких захисних та просвітлюючих покриттів на основі карбідокремнієвих та карбонітридних плівок для покращення характеристик приладів та оптичних елементів на основі кремнію. Застосування розроблених покриттів дозволило досягти максимального пропускання більш ніж 99% в області фоточутливості кремнієвих сонячних елементів та та в області застосування кремнієвих оптичних елементів в волоконно-оптичних системах (в області телекомунікаційних вікон).

 

Розробки

 

Плазмон-поляритонний фотодетектор (ППФ)

Призначення:  Реєстрація кута падіння світла, його поляризації або довжини хвилі. Реєстрація стану приповерхневої області фотодетектора, як основа для побудови високочутливих сенсорів плазмон-поляритонного типу. Для використання в оптичних лабораторіях, медицині, біології та охороні навколишнього середовища.
Характеристики:

Параметр   Технічні показники пристрою на основі
 GaAs  Si
  Плазмон-несучий метал   Au
 Робоча довжина хвилі світла λ, нм  600-830  600-1000

 Максимальна поляризаційна чутливість (λ=750 нм), Ip/Is

 6:1  3:1
 Кутова півширина максимума резонансу, Δθ
4.5 
Фоточутливість в максимумі резонансу, A/Вт 0.12

Переваги:  Плазмон-поляритонний фотодетектор в порівнянні з призмовими системами для збудження і реєстрації поверхневого плазмонного резонансу (ППР) має простішу конструкцію, хороші резонансні властивості та малі габарити. Один елемент використовується для збудження ППР, і для його реєстрації. Від аналогічних приладів з бар’єром Шоткі відрізняється плоскою межею поділу між золотом і напівпровідником, що покращує резонанс, зменшує поверхневу рекомбінацію і темнові струми. Низький вміст золота та можливість виготовлення масиву елементів на одному кристалі дозволяє отримати низьку собівартість пристрою. Можливе створення багатоканальної системи вимірювання без додаткових реєструючих елементів. Може бути основою для побудови універсального пристрою з багатофункціональними сенсорними можливостями (оптохімічні сенсори, або фотодетектори селективні до поляризації, довжини хвилі, кута падіння світла).

 photodetector  surface
  Фотографія та СЕМ зображення поверхні розробленого плазмон-поляритонного фотодетектора Au/GaAs з мікрорельєфом дифракційної гратки з періодом 750 нм.

              fig1
 Спектральні характеристики фотоструму розроблених плазмон-поляритонних фотодетекторів Au/GaAs (1,2) та Au/Si (3,4) для світла р- (1,3) та s-(2,4) поляризації.
 

 

phorocurrent2
Кутові залежності фотоструму плазмон-поляритонних фотодетекторів Au/GaAs (1) та Au/Si (2) для р- поляризованого світла.

 

 

Приклад використання плазмон-поляритонного фотодетектора у приладі для визначення показника заломлення рідини

 

   
   

Запропоновано і розроблено методику використання акустичних хвиль в процесі йонного легування. Запатентовано метод формування надмілких p-n переходів з використанням імплантації з in-situ УЗО (Патент US 6.358.823.31);

- Розроблено нові акустоелектронні методики дослідження складних домішкових дефектів у напівпровідникових матеріалах та гетероструктурах (акустичний гоніометр, динамічний акустохолл, термоакустичний відпал, релаксаційна спектроскопія);

- Розроблено метод реконструкції структури поверхні за допомогою просторового розподілу пружно розсіяного світла;

- Розроблені та реалізовані експериментальні установки для послідовного (установка Рассвет) та паралельного (еліпсометрична установка) вимірювання напівсфери розподілу розсіяного світла;

- Розроблено метод та реалізовані вимірювання мапи шорсткості поверхні в субнанометровому діапазоні (еліпсометрична установка);

- Розроблена методика та реалізовані вимірювання мікроструктури розсіяного світла в околиці розсіюючих центрів (мікрорефлектометрична установка);

- Розроблено лабораторну установку та малогабаритну багатоканальну сенсорну систему для дослідження рН- та іонного складу електролітів на основі ІСПТ, модифікованих плівками
каліксаренів;

- Розроблено та створено низку лабораторних стендів та діючих макетів газових аналізаторів типу “електронний ніс”, зокрема, “ГАЗ-1” та “ГАЗ-2”, із необхідним програмним забезпеченням;

 малюнок

Сонячна батарея потужністю 150 Вт в умовах АМ1,5.

...

Обладнання

Інновації

текст...

Проєкти

 

1. Тема ІІІ-02-11 (2011-2015 рр.): «Дослідження оптичних та електронних явищ в штучностворених однорідних і неоднорідних середовищах для розробки нових технологій оптоелектронного і мікросистемного приладобудування». Назва теми наукових досліджень у відділі «Дослідження підсилення і локалізації електромагнітного випромінювання при взаємодії з твердим тілом за участю елементарних і колективних поверхневих збуджень з метою практичного використання в поляритонній оптоелектроніці, сенсориці і фотовольтаїці».
2. Тема ІІІ-02-16 (2016-2020 рр.) «Дослідження особливостей хвильових оптичних явищ наноструктурованих/нанокомпозитних середовищ та розробка технології функціональних матеріалів і структур оптоелектроніки». Назва теми наукових досліджень у відділі «Локалізація електромагнітного випромінювання та підсилення взаємодії в гетероструктурах та нанокомпозитах за участі поверхневих збуджень для застосування в поляритонній оптоелектроніці, фотовольтаїці та сенсориці».
3. Тема III-10-15 (2015-2017, 2018-2020) «Розробка методів одержання та метрологічного забезпечення складних напівпровідників та приладових структур». Назва теми наукових досліджень у відділі «Гетероструктури на основі пористих напівпровідників А3В5 для фотовольтаїки та сенсорних застосувань».
4. Тема III-10-18 ( 2018-2020) Назва теми наукових досліджень у відділі «Підвищення ефективності перетворення енергії світла в плазмонних та плазмон-поляритонних структурах на основі нанокомпозитів».
5. Тема 1.1.9/39 (2013-2017 рр.): «Державна цільова науково-технічна програма розроблення і створення сенсорних наукоємних продуктів». Назва проєкту у відділі «Розроблення і створення технологій вирощування багатошарових дифракційних ґраток для оптохімічних сенсорів та їх апробація на підприємствах електронної промисловості».
6. Тема ІІІ-4-16 (2018-2019) "Фізика та технологія багатофункціональних матеріалів та структур на основі оксидів металів, кремнію, сполук А3В5 та А2В6, призначених для використання у новітніх приладах оптоелектроніки, мікроелектроніки та НВЧ техніки". Назва теми наукових досліджень у відділі «Створення та дослідження оптичних та фотоелектричних властивостей нових нанокомпозитних матеріалів на основі кремнію та А3В5».
7. Тема III-41-12 (2012-2016 рр.): «Фізичні та фізико-технологічні аспекти створення і характеризації напівпровідникових матеріалів і функціональних структур сучасної електроніки». Назва теми наукових досліджень у відділі «Розробка поляритонних сонячних елементів на основі багатошарових періодично-неоднорідних наноструктур».
8. Тема III-41-17 (2017-2021 рр.): «Пошук та створення перспективних напівпровідникових матеріалів і функціональних структур для нано- та оптоелектроніки». Назва теми наукових досліджень у відділі «Розробка фотоперетворювачів на основі структур з поверхневих композитів з плазмон-активними включеннями».
9. Грант NATO SPS NUKR.SFPP 984617 (2015-2018 рр.) «Nanostructured metal-semiconductor thin films for efficient solar harvesting».

Гранти:

- УНТЦ проект №3922 «Новi технологiї генерацiї терагерцового та суб-терагерцового випромінювання з використанням нанорозмiрних напiвпровiдникових гетероструктур» (2006-2007 рр.)

- ДФФД проект №Ф25.2/098 «Дослідження електрофізичних та магнітних властивостей сучасних твердотільних наноструктур» (2006-2008 рр.)

- Грант НАН України для молодих вчених №4/19 «Дослідження електронних, змішаних плазмон-фононних та структурних особливостей в нітридних наноструктурах при нерівноважних умовах» (2011 – 2012 рр.)

- грант від German Academic Exchange Service (DAAD) A/14/02428-2014  "Electron transport properties of nanoscale quantum heterostructures based on III-nitride semiconductors for electronic biosensor applications" (у співробітництві с партнерами з Дослідницького центру з наноелектроникі м. Юлих, Німеччина) (2014 р.)

- Спільний українсько-німецький BMBF проект 01DK13016 “Device Inspiring Research and Technology Demonstration and Assessments for High-Speed and Low-Energy Nanowire Transistors” (2013-2016)

Проект № 2.4.4.23/2-ДП "Розроблення та впровадження у виробництво високоефективної низькотемпературної плазмової нанотехнології осадження наноструктурованих шарів нітридів алюмінію та бору для захисту поверхні активних елементів для діапазону надвисоких частот". (виконавці: М.І. Клюй, І.Д. Северінова, С.М. Заяць)

Проект № 31/1.2.5.1/2 "Розроблення елементів технології створення високонадійних суперконденсаторів для живлення автономних інтелектуальних світлодіодних систем освітлення - технології виробництва електродів на основі вуглецевих нанопористих матеріалів для суперконденсаторів з покращеними характеристиками". (виконавці: М.І. Клюй, В.Ю. Ізотов, С.М. Підмогільний, І. Кольцов, Д.М. Гавриков)

Проект № 107/13-Н "Нова технологія формування нанопористої карбідокремнієвої кераміки з наноструктурованими біоактивними та біоінертними покриттями для медичних імплантатів". (виконавці: М.І.Клюй, В.П. Темченко, І.Д. Северінова, В.С. Кисельов)

Проект № 66/17-Н «Нова технологія виробництва гібридних медичних імплантатів на основі нано- та мікропористої біоморфної карбідокремнієвої кераміки і наноструктурованих біосумісних покриттів». (виконавці: М.І.Клюй, В.П. Темченко, В.Б. Лозінський, А.М. Лук'янов, І.Д. Северінова, О.О.Сіренко)

Проект № M/39-2018 «Технологія покращення характеристик сонячних елементів осадження
алмазоподібних плівок» відповідно до наказів Міністерства освіти і науки України від 30.01.2018 р. № 79 «Про визначення основних напрямів використання бюджетних коштів відповідно до міжнародних договорів України на 2018 рік» та від 18.04.2018 р. № 388 «Про фінансування спільних українсько- китайських науково-дослідних проектів у 2018 році». (виконавці: М.І.Клюй, В.Б. Лозінський, В.П. Темченко, І.Д. Северінова, О.О. Сіренко)

Проект № M/36-2018 «Розробка біполярної технології для створення високопотужного блоку
суперконденсаторів» відповідно до наказів Міністерства освіти і науки України від 30.01.2018 р. № 79 «Про визначення основних напрямів використання бюджетних коштів відповідно до міжнародних договорів України на 2018 рік» та від 18.04.2018 р. № 388 «Про фінансування спільних українсько- китайських науково-дослідних проектів у 2018 році». (виконавці: М.І.Клюй, В.Б. Лозінський, В.П. Темченко, О.П. Слєпкін, М.Г. Душейко)

Проект № 66/18-Н «Нова технологія виробництва гібридних медичних імплантатів на основі нано- та мікропористої біоморфної карбідокремнієвої кераміки і наноструктурованих біосумісних покриттів».
відповідно до цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми створення нових наноматеріалів і нанотехнологій» та розпорядження Президії НАН України від 16.02.2018 №100 «Про затвердження переліку наукових проектів цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН
України «Фундаментальні проблеми створення нових наноматеріалів і нанотехнологій» на 2018 рік» (виконавці: М.І.Клюй, В.П. Темченко, В.Б. Лозінський,І.Д. Северінова, О.О.Сіренко)

Проект № M/138-2019 «Вивчення впливу новітніх біоактивних покриттів на основі фосфатів
кальцію на деградацію ортопедичних магнієвих імплантатів» відповідно до наказів Міністерства освіти і науки України від 18 січня 2019 р. № 47 «Про визначення основних напрямів використання бюджетних коштів відповідно до міжнародних договорів України на 2019 рік» та наказом Міністерства освіти і науки України від 5 серпня 2019 р. № 1072 «Про фінансування спільних українсько-німецьких науково-дослідних проєктів у 2019 р.». (виконавці: М.І.Клюй, В.Б. Лозінський, В.П. Темченко, А.М. Клюй, І.Д. Северінова, О.О. Сіренко)

Проект № 66/19-Н «Нова технологія виробництва гібридних медичних імплантатів на основі нано- та мікропористої біоморфної карбідокремнієвої кераміки і наноструктурованих біосумісних покриттів». відповідно до Цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми створення нових наноматеріалів і нанотехнологій» на 2015–2019 рр. та розпорядження Президії НАН України від 19.02.2019 № 107 «Про затвердження переліку наукових проектів цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми створення нових наноматеріалів і нанотехнологій» на 2019 рік» (виконавці: М.І.Клюй, В.П. Темченко, В.Б. Лозінський,І.Д. Северінова, О.О.Сіренко)

                                                                                    Проєкти, що виконуються

10. НФДУ 2022.01/0126 «Розробка та впровадження нечутливого до пилу датчика диму на основі плазмон-поляритонного фотодетектора», конкурсу «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди».

Науковий керівник проєкту зав.від., к.ф.м.-н., с.д. Мамикін С.В.
11. НФДУ 2022.01/0103 «Розробка технології біосумісних антибактеріальних покриттів ортопедичних імплантатів методом газово-детонаційного осадження для потреб військової та цивільної медицини», конкурсу «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди».
Науковий керівник проєкту академік НАНУ Бєляєв О.Є.
12.ІЕЕЕ “Magnetism for Ukraine 2023” Magnetic field effect on resonant properties of surface plasmon-polariton photodetectors.

Науковий керівник проєкту Редько Р.А.
13. NATO 2024-2027 Science for Peace and Security G6197 "Plasmonically Enhanced Perovskite Thin Film Solar Cells".
Науковий керівник проєкту зав.від., к.ф.м.-н., с.д. Мамикін С.В.
14. Пріоритетна тема КПКВК 6541230 (шифр теми 801-1.П) 2023-2024 "Напівпровідникові матеріали з наноструктурованими поверхнями для нових засобів зв’язку, інфрачервоного бачення та інформаційних технологій".
Науковий керівник проєкту академік НАНУ Бєляєв О.Є.

Публікації

2022