Деятельность лаборатории технологии синтеза полупроводниковых наноматериалов и тонких пленок направлена на решение научно-исследовательских и опытно-конструкторских задач, направленных на разработку и оптимизацию технологии получения наноструктурированных материалов с заданными физическими свойствами на основе широкозонных оксидов и нитридов, а так же многокомпонентных сегнетопьезокерамических материалов различного состава для элементной базы оптоэлектроники, устройств памяти, люминесцентных и светодиодных наноматериалов, систем отображения информации и др.
Приборная база лаборатории:
1. Автоматизированный многофункциональный комплекс для магнетронного нанесения покрытий «ВАТТ АМК-МИ» (ЗАО «Ферри-Ватт», РФ). Технологический комплекс предназначен для решения исследовательских задач по отработке воспроизводимой технологии осаждения тонких пленок с заданными свойствами и осаждения покрытий на подложки больших размеров (до формата А4), по заранее отработанной технологии, что позволяет форсировать промежуточное масштабирование технологии в лабораторных условиях до промышленного уровня. Система полностью автоматизирована (от стадии загрузки образцов до их выгрузки). В установке использованы современные безмаслянные средства откачки и измерения вакуума и предусмотрена возможность подключения малогабаритных исследовательских вакуумных камер. Технологический комплекс состоит из двух вакуумных камер: малой и большой. В большой камере расположены 3 линейных магнетрона и один линейный источник ионов, а в малой камере – 4 круглых магнетрона и ионный источник, что позволяет осуществлять финишную очистку подложки перед нанесением слоя и ионно-ассистированного осаждения слоев. Трехканальная система напуска рабочих газов в вакуумную камеру позволяет получать покрытия практически из любых металлов, сплавов, диэлектриков и полупроводниковых материалов.
2. Комплекс установок для выращивания монокристаллов группы A2B6 методом химических транспортных реакций. Данный технологический комплекс предназначен для выращивания монокристаллов группы A2B6 методом химических транспортных реакций диаметром до 25 мм. Технологический комплекс позволяет менять режимы роста кристаллов, отрабатывать методики их получения, а также проводить научно-технические исследования, которые приведут к синтезу новых материалов, востребованных в научно-исследовательских организациях.
3. Азотная станция LNP-40 (Criomech, США), позволяющая получать высокочистый жидкий азот объемом до 40 л/день.
4. Оптоволоконный спектрометрический комплекс AvaSpec-ULS2048?64 (Avantes, Нидерланды), предназначенный для проведения качественного/количественного фотометрического анализа в диапазоне длин волн 190-1100 нм со спектральным разрешением лучше 5.0 A.
5. Установка для синтеза и исследования тонких пленок, предназначенная для отработки технологии синтега и получения наноструктурированных материалов с заданными физическими свойствами на основе широкозонных оксидов и нитридов, а так же многокомпонентных сегнетопьезокерамических материалов различного состава с использованием методов катодного и магнетронного распыления.
Технологическая установка сформированан на основе следующих комлпектующих и оборудования:
- вакуумная камера CV (НТС, Тайвань);
- высоковакуумный криогенный насос CryoTorr-8 WC (CTI Cryogenics, США);
- безмасляный форвакуумный насос ISP-500C-SV (Anest Iwata, Япония);
- комплект комплектующих и вспомогательного обрудования (НТС, Тайвань; VAT, Швейцария).
6. Технологическая установка атомно-слоевого осаждения ALDCERAM® ML-200 (США)
Предназначена для создания новых элементов микро- и наноэлектроники с использованием атомно-слоевого осаждения различных элементов, что позволяет разработать новые типы полупроводниковых компонентов для изготовления многослойных конденсаторов, микроэлектромеханических систем (МЭМС), оптических фильтров и т.д. Применяется физико-химический метод нанесения сверхтонких нанопленок из газовой фазы, при этом пленки обладают высокой однородностью и конформностью.
Материально-техническая база:
Лаборатории технологии синтеза полупроводниковых наноматериалов и тонких пленок размещается в четырех лабораторных помещениях общей площадью 112 кв. м., инженерное состояние которых соответствует требованиям, предъявляемым к эксплуатации высокоточного научного оборудования. В частности, лабораторные помещения имеют высокостабилизированное электропитание, раздельное двухконтурное заземление, водопровод, канализация, тепло, кондиционирование, вентиляция, водяное охлаждение, интернет, телефон.
Методики исследования:
- комплекс методик получения наноструктурированных тонких пленок и функциональных нанослоев с заданными физическими свойствами на основе широкозонных оксидов и нитридов, а так же многокомпонентных сегнетопьезокерамических материалов на основе метода магнетронного распыления;
- комплекс методик получения объемных наноструктурированных монокристаллов группы A2B6 на основе метода химических транспортных реакций;
комплекс методик регулирования толщины переходного слоя между подложкой и пленкой реконструкцией структуры поверхности подложки нанесением на нее атомов иной природы в виде монослоев (металлы, их оксиды, нитриды);
- комплекс методик воспроизводимого синтеза агрегатов в газовой фазе в широком диапазоне изменения технологических параметров температуры, парциального давления реагентов, состава газовой среды, длины свободного пробега и т.д.