ЛАБОРАТОРИЯ ПРИБОРОВ И МЕТОДОВ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ НАНОТЕХНОЛОГИЙ ИАП РАН

 

Лаборатории

  

О лаборатории

Зав. лабораторией

Штром Игорь Викторович
кандидат физико-математических наук

тел.: +79112123425

mail: igorstrohm@mail.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 Лаборатория эпитаксиальных нанотехнологий Алферовского университета (зав. Лабораторией – д.ф.-м.н. Г.Э. Цырлин) создаются принципиально новые приборы на основе нитевидных нанокристаллов 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, нитевидных нанокристаллов.
  • Разработка технологической базы для создания светоизлучающих диодных структур на кремнии.
  • Исследование процессов создания прототипов приборов, включая пост-ростовые технологии.

 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)

  • Установлены количественные зависимости между управляющими параметрами МПЭ роста и параметрами ансамбля квантовых точек.
  • Синтезированы приборно-ориентированные светодиодные структуры на базе Si, излучающие в диапазоне длин волн ~1,55 мкм при 300К в условиях непрерывной инжекционной накачки.
  • Методом МПЭ выращены массивы нитевидных нанокристаллов AlGaAs на подложках Si. Представлены массивы нитевидных нанокристаллов AlxGa1-xAs в вюрцитной фазе с составом по Al от х=0.1 до х=0.7.
  • Синтезированы массивы нитевидных нанокристаллов AlGaAs со встроенными квантовыми точками GaAs и InGaAs.
  • Синтезированы массивы нитевидных нанокристаллов InGaN с высоким содержанием In на подложках SiC/Si(111).
  

СЭМ изображение массива нитевидных нанокристаллов AlGaAs.
 

СЭМ изображение одиночного нитевидного нанокристалла AlGaAs со встроенной квантовой точкой GaAs

 Партнеры

  • Алферовский университет, Санкт-Петербург
  • Электротехнический университет СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
  • Физико-Технический Институт им.А.Ф.Иоффе РАН.
  • Институт Физики им.В.А. Фока, Санкт-Петербургский Государственный Университет.
  • Technical University of Denmark.

198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, 31-33, лит. А
Почтовый адрес: Санкт-Петербург, 190103, а/я 207
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su