- Деталі
- Перегляди: 9855
Відділ кінетичних явищ та поляритоніки
|
Керівник кандидат фізико-математичних наук Мамикін Сергій Васильович https://www.researchgate.net/profile/Sergii_Mamykin
|
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.
Склад відділу
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:
Максимальна поляризаційна чутливість (λ=750 нм), Ip/Is
Параметр
Технічні показники пристрою на основі
GaAs
Si
Плазмон-несучий метал
Au
Робоча довжина хвилі світла λ, нм
600-830
600-1000
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).
Фотографія та СЕМ зображення поверхні розробленого плазмон-поляритонного фотодетектора Au/GaAs з мікрорельєфом дифракційної гратки з періодом 750 нм.
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.
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
|
|
...
Проекти
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».