ЛАБОРАТОРИЯ ПРИБОРОВ И МЕТОДОВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ НАНОТЕХНОЛОГИЙ ИАП РАН

 

Лаборатории

  

О лаборатории

Зав. лабораторией 

Цырлин Георгий Эрнстович
доктор физико-математических наук

тел.: (812) 247-93-50

mail: cirlin@beam.ioffe.ru

О лаборатории


Лаборатория была создана в 1985 г. Основное направление деятельности на начальном этапе (до 1992 г.) – участие в разработке установок МПЭ класса ЭП. В настоящее время одна из установок класса ЭП1203 использется в лаборатории для получения уникальных структур на основе квантовых точек и квантовых проволок (нановискеры), составляющих элементную базу приборов нового поколения.

Начиная с 1992 г. разрабатываются технологии создания квантово-размерных гетероструктур, проводится детальное исследование процессов эпитаксиального роста при МПЭ и ее разновидностях, разрабатываются аппаратно-программные средства для диагностики и управления процессами роста.

В сотрудничестве с лабораторией физики полупроводниковых гетероструктур Физико-Технического Института им А.Ф.Иоффе (зав. Лабораторией – академик Ж.И.Алферов), Макс-Планк-Институтом Микроструктурной Физики (Германия), Лабораторией Фотоники и Наноструктур (Франция), Центром цитологии РАМН (Москва) и др. организациями создаются приципиально новые приборы на основе массивов регулярных квантовых точек (лазеры, светодиоды, транзисторы, поглотители и др.). В лаборатории также создаются нанобиологические сенсоры для детектирования сверхмалых количеств биообъектов, включая регистрацию одиночных молекул и вирусов, разрабатываются системы автоматизации процессов управления и исследования свойств выращиваемых структур insitu.


Область научных интересов


  • Экспериментальные и теоретические исследования физических явлений и процессов, происходящих при молекулярно-пучковой эпитаксии напряженных гетероструктур, в системах In(Ga,Al)As/GaAs, Ge/Si, InAs/Si.
  • Разработка технологии получения нанометровых нитевидных кристаллов в системе А3В5.
  • Разработка приборной базы для установок молекулярно-пучковой эпитаксии.
  • Исследование физических свойств полупроводниковых сверхрешеток и квантовых точек.
  • Разработка технологической базы для создания светоизлучающих диодных структур на кремнии.

Основные результаты научной деятельности


  • Теоретически и экспериментально исследованы кинетические аспекты образования квантовых точек в системах InAs/GaAs и Ge/Si.
  • Обнаружено экспериментально и теоретически обосновано образование квантовых точек в докритической области толщин упругонапряженной эпитаксиальной пленки.
  • Разработаны детальные кинетические теории роста нанометровых нитевидных кристаллов (нановискеров) в методе молекулярно-пучковой эпитаксии по механизму пар-жидкость-кристалл и диффузионному механизму.
  • Синтезированы массивы нановискеров GaAs и AlGaAs на подложках GaAs различной ориентации. Исследованы основные особенности формирования нановискеров в зависимости от условий МПЭ роста.
  • Синтезирован новый тип полупроводниковых квантовых структур – квантовые молекулы, представляющие собой туннельно связанные пары InAs квантовых точек в матрице GaAs и детально исследованы их оптические и структурные свойства.
  • Разработана воспроизводимая технология эффективных светоизлучающих диодных структур на основе многослойных селективно легированных гетероструктур Ge/Si на подложках Si.

Результаты научной деятельности (за последние 3 года)


1) Установлены количественные зависимости между управляющими параметрами МПЭ роста и параметрами ансамбля квантовых точек.

2) Синтезированы приборно-ориентированные светодиодные структуры на базе Si, излучающие в диапазоне длин волн ~1,55 мкм при 300К в условиях непрерывной инжекционной накачки.

3) Методом МПЭ выращены массивы нанометровых нитевидных кристаллов GaAs на подложках GaAs различной кристаллографической ориентации.


Текущие проекты


1) РФФИ: 05-02-17780-а «Экситонная спектроскопия взаимодействующих квантовых точек и коллективные эффекты в многослойных наноструктурах» 2005 – 2007.

2) РФФИ: 05-02-16568-а «Теоретические и экспериментальные исследования кинетики формирования квантовых точек в гетероэпитаксиальных системах A3B5 и A2B6» 2005 – 2007.

3) РФФИ: 05-02-16495-а «Экспериментальные и теоретические исследования процессов формирования нитевидных кристаллов нанометрового диапазона в системе А3В5 при молекулярно-пучковой эпитаксии» 2005 – 2007.

4) INTAS 2001-0615 «Intraband and interband transitions of carriers in type I and type II nanostructures with quantum dots, quantum dot molecules and impurities»

5) Научная программа президиума РАН «Влияние атомно- кристаллической и электронной структуры на свойства конденсированных сред».

6) Научная программа президиума РАН «Низкоразмерные квантовые структуры».


Партнеры


Физико-Технический Институт им.А.Ф.Иоффе РАН

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Институт Физики им.В.А.Фока, Санкт-Петербургский Государственный Университет

Max-Planck Institute of Microstructure Physics

ИАП РАН, Рижский пр., 26., Санкт-Петербург, 190103
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su