Показваме лабораторията „Авангардни наноматериали и оптоелектронни устройства“ на Университет ИТМО

Вече проведохме цяла поредица от малки фото екскурзии на Хабре. Показани нашите лаборатория за квантови материали, погледна механизирани оръжия и манипулатори в лабораторията по роботика и разгледахме нашата тематика Направи си сам съвместна работа (Fablab).

Днес ще ви разкажем върху какво (и какво) работи една от нашите лаборатории в Международния научен център за функционални материали и оптоелектронни устройства.

На снимката: рентгенов дифрактометър ДРОН-8

Какво правят те тук?

На базата на Международния научен център е открита лаборатория „Авангардни наноматериали и оптоелектронни устройства“, която се занимава с изследвания нови материали, включително полупроводници, метали, оксиди в наноструктурирано състояние, с цел използването им в оптоелектронни устройства и устройства.

Студенти, докторанти и лаборанти проучване свойства на наноструктурите и създаване на нови полупроводникови устройства за микро- и оптоелектрониката. Разработките се използват в областта на енергийно ефективното LED осветление и ще бъдат търсени в близко бъдеще във високоволтовата електроника за интелигентни мрежи (интелигентна мрежа).

В студентската общност изследователският обект на улица Ломоносов, сграда 9 се нарича „Лабораторията на Романов“, тъй като и Лабораторията, и Центърът се ръководят от – А. Е. Романов, доктор на физико-математическите науки, водещ професор и декан на факултета по лазерна фотоника и оптоелектроника на университета ITMO, автор на повече от триста научни публикации и носител на много международни научни стипендии и награди.

Оборудование

Лабораторията разполага с рентгенов дифрактометър ДРОН-8 на руската фирма Буревестник (горе на КДПВ). Това е един от основните инструменти за анализ на материали.

Той помага да се характеризира качеството на получените кристали и хетероструктури чрез измерване на рентгенови дифракционни спектри. За термична обработка на разработваните тънкослойни полупроводникови структури използваме тази битова инсталация.

Ние използваме най-съвременни пилотни системи за характеризиране, модифициране и сортиране на светодиоди. Нека поговорим за първия (на снимката по-долу вляво).

Това е прецизен дозатор Asymtek S-820. Това е автоматизирана система за дозиране на вискозни течности. Такъв дозатор е незаменим за точно нанасяне на фосфорен материал върху LED чип, за да се постигне желаният цвят на светене.

Първоначално (по подразбиране), познатите ни бели светодиоди са базирани на чипове, които излъчват в синия диапазон на видимия спектър на електромагнитното излъчване.

Това устройство (на общата снимка в центъра) измерва ток-напрежението и спектралните характеристики на LED чиповете и съхранява измерените данни за голям брой чипове в паметта на компютъра. Необходим е за проверка на електрическите и оптични параметри на произведените образци. Ето как изглежда инсталацията, ако отворите сините врати:

Третото устройство в общата снимка е система за сортиране и подготовка на светодиоди за последваща инсталация. Въз основа на измерените характеристики тя съставя паспорт на светодиода. След това сортировачът го присвоява на една от 256 категории в зависимост от качеството на полупроводниковото устройство (категория 1 са светодиоди, които не светят, категория 256 са тези, които светят най-ярко в даден спектрален диапазон).

В нашия Международен изследователски център ние също работим върху растежа на полупроводникови материали и хетероструктури. Хетероструктурите се отглеждат чрез епитаксия с молекулярни лъчи на инсталация RIBER MBE 49 в партньорската компания Connector-Optics.

За получаване на оксидни монокристали (които са широкозонни полупроводници) от стопилката, ние използваме произведена в страната многофункционална инсталация за растеж NIKA-3. Полупроводниците с широка междина може да имат приложения в бъдещи силови релета, високоефективни вертикални VCSEL лазери, ултравиолетови детектори и др.

проекти

В обектите на Международния научен център нашата лаборатория извършва разнообразни фундаментални и приложни изследвания.

Например, заедно с изследователи от Уфимския държавен авиационен технически университет, ние ние се развиваме нови метални проводници с повишена проводимост и висока якост. За създаването им се използват методи на интензивна пластична деформация. Дребнозърнестата структура на сплавта се подлага на топлинна обработка, която преразпределя концентрацията на примесни атоми в материала. В резултат на това се подобряват параметрите на проводимостта и якостните характеристики на материала.

Персоналът на лабораторията също разработва технологии за производство на оптоелектронни приемо-предаватели, използващи фотонни интегрални схеми. Такива приемо-предаватели ще намерят приложение в индустрията за създаване на високопроизводителни системи за предаване/приемане на информация. Днес вече е изготвен набор от инструкции за производството на прототипи на източници на радиация и фотодетектори. Изготвена е и конструкторска документация за тяхното изпитване.

Важен лабораторен проект посветен създаване на широкозонни полупроводникови материали и наноструктури с ниска плътност на дефектите. В бъдеще, използвайки разработените материали, ще можем да произвеждаме енергоспестяващи полупроводникови устройства, които все още нямат аналози на пазара.

Нашите специалисти вече развити Светодиоди, които могат да заменят опасните ултравиолетови лампи на основата на живак. Стойността на произведените устройства се крие във факта, че мощността на нашите ултравиолетови LED модули е няколко пъти по-висока от мощността на отделните светодиоди - 25 W срещу 3 W. В бъдеще технологията ще намери приложение в здравеопазването, обработката на вода и други области, където се използва ултравиолетово лъчение.

Група учени от нашия Международен научен център мисличе бъдещите оптоелектронни устройства ще използват забележителните свойства на обекти с нано размери – квантови точки, които имат специални оптични параметри. Между тях - луминесценция или нетермичното сияние на обект, което се използва в телевизори, смартфони и други джаджи с дисплеи.

Ние вече имаме ние правим създаването на подобни оптоелектронни устройства от ново поколение. Но преди джаджите да излязат на пазара, трябва да разработим технологиите за производство на материали и да потвърдим безопасността на получените материали за потребителите.

Други фотообиколки на нашите лаборатории:

• Какво правят в лабораторията за квантови материали в университета ITMO
• Механизирани оръжия и манипулатори - какво прави лабораторията по роботика
• Обиколка на нашата лаборатория за киберфизични системи
• Фабрична лаборатория на университета ITMO: Направи си сам Coworking пространство за креативни хора — показва какво има вътре

Източник: www.habr.com