Auf Habré haben wir bereits eine Reihe kleiner Fototouren durchgeführt. Sie zeigten unser
Labor für Quantenmaterialien , betrachteten
mechanisierte Hände und Manipulatoren in einem
Robotiklabor und untersuchten unser thematisches
DIY-Coworking (Fablab) .
Heute erzählen wir Ihnen, woran (und was) eines unserer Labors am Internationalen Wissenschaftlichen Zentrum für funktionelle Materialien und optoelektronische Geräte arbeitet.
Auf dem Foto: Röntgendiffraktometer DRON-8Was machen sie hier?
Das Labor „Prospektive Nanomaterialien und optoelektronische Bauelemente“ wurde auf der Grundlage des International Science Center eröffnet, das sich mit der
Erforschung der neuesten Materialien wie Halbleiter, Metalle, Oxide im nanostrukturierten Zustand befasst, um sie in Bauelementen und Geräten der Optoelektronik einzusetzen.
Studenten, Doktoranden und Mitarbeiter des Labors
untersuchen die Eigenschaften von Nanostrukturen und entwickeln neue Halbleiterbauelemente für die Mikro- und Optoelektronik. Die Entwicklungen finden Anwendung im Bereich der energieeffizienten LED-Beleuchtung und werden in naher Zukunft in der Hochspannungselektronik intelligenter elektrischer Netze (
Smart Grids ) gefragt sein.
In der Studentengemeinschaft wird das Forschungsgelände in der Lomonosov-Straße, Haus 9, als „
Romanov-Labor “ bezeichnet, da sowohl das Labor als auch das Zentrum von
A. E. Romanov , Doktor der Physik und Mathematik, führender Professor und Dekan der Fakultät für Laserphotonik und Optoelektronik an der ITMO-Universität, geleitet werden Er ist Autor von mehr als dreihundert wissenschaftlichen Publikationen und Inhaber zahlreicher internationaler wissenschaftlicher Stipendien und Preise.
Ausrüstung
Im Labor wurde ein DRON-8-Röntgendiffraktometer der russischen Firma Burevestnik (über KDPV) installiert. Dies ist eines der Hauptinstrumente zur Analyse von Materialien.
Es hilft bei der Charakterisierung der Qualität der erhaltenen Kristalle und Heterostrukturen durch Messung der Röntgenbeugungsspektren. Für die Wärmebehandlung der entwickelten Dünnschicht-Halbleiterstrukturen verwenden wir diese Haushaltsinstallation.
Wir verwenden moderne halbindustrielle Systeme, um LEDs zu charakterisieren, zu modifizieren und zu sortieren. Lassen Sie uns über die erste sprechen (auf dem Foto unten links).
Dies ist der Präzisionsspender
Asymtek S-820 . Es ist ein automatisiertes System zur Abgabe viskoser Flüssigkeiten. Ein solcher Spender ist für das genaue Aufbringen von Leuchtstoff auf einen LED-Chip unverzichtbar, um die gewünschte Leuchtfarbe zu erzielen.
Die ursprünglichen (standardmäßig) weißen LEDs, die wir gewohnt sind, basieren auf Chips, die im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums elektromagnetischer Strahlung emittieren.
Dieses Gerät (auf dem allgemeinen Foto in der Mitte) misst die Strom-Spannungs- und Spektraleigenschaften von LED-Chips und speichert die gemessenen Daten für eine große Anzahl von Chips im Speicher des Computers. Es ist notwendig, die elektrischen und optischen Parameter der hergestellten Proben zu überprüfen. So sieht die Installation aus, wenn Sie die blauen Flügel öffnen:
Das dritte Gerät auf dem allgemeinen Foto ist ein System zum Sortieren und Vorbereiten von LEDs für die spätere Installation. Basierend auf den gemessenen Eigenschaften erstellt es einen Pass für die LED. Danach definiert der Sortierer es in Abhängigkeit von der Qualität des Halbleiterbauelements in einer von 256 Kategorien (Kategorie 1 - dies sind die LEDs, die nicht leuchten, Kategorie 256 - diejenigen, die im angegebenen Spektralbereich am hellsten leuchten).
Selbst in unserem International Science Center beschäftigen wir uns mit dem Wachstum von Halbleitermaterialien und Heterostrukturen. Heterostrukturen werden durch Molekularstrahlepitaxie unter Verwendung der RIBER MBE 49-Anlage bei Connector-Optics, einem Partnerunternehmen, gezüchtet.
Um Oxid-Einkristalle (Halbleiter mit großem Spalt) aus der Schmelze zu erhalten, verwenden wir die multifunktionale Wachstumseinheit NIKA-3 der heimischen Produktion. Halbleiter mit großer Lücke können in Leistungsrelais der Zukunft, in Hochleistungs-VCSEL-Vertikallasern, in Ultraviolettdetektoren usw. verwendet werden.
Projekte
An den Standorten des International Science Center in unserem Labor wird eine Vielzahl von Grundlagen- und angewandten Forschungen durchgeführt.
Beispielsweise
entwickeln wir gemeinsam mit Forschern der Technischen Universität der Ufa State Aviation neue Metallleiter mit erhöhter Leitfähigkeit und hoher Festigkeit. Um sie zu erzeugen, werden Methoden der intensiven plastischen Verformung verwendet. Die feinkörnige Struktur der Legierung wird einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei die Konzentration der Verunreinigungsatome im Material neu verteilt wird. Dadurch werden die Leitfähigkeitsparameter und Festigkeitseigenschaften des Materials verbessert.
Außerdem entwickeln Labormitarbeiter Technologien zur Herstellung von optoelektronischen Transceivern auf der Basis von photonischen integrierten Schaltkreisen. Solche Transceiver werden in der Industrie Anwendung finden, um leistungsstarke Informationsübertragungs- / Empfangssysteme zu entwickeln. Bisher ist bereits eine Reihe von Anweisungen für die Herstellung von Modellen von Strahlungsquellen und Fotodetektoren bereit. Eine Konstruktionsdokumentation zum Testen wurde ebenfalls erstellt.
Ein wichtiges Laborprojekt befasst
sich mit der Schaffung von Halbleitermaterialien und Nanostrukturen mit großer Lücke und geringer Defektdichte. In Zukunft können wir mit Hilfe von entwickelten Materialien energiesparende Halbleiterbauelemente herstellen, die noch keine Analoga auf dem Markt haben.
Unsere Experten haben bereits LEDs entwickelt , die unsichere UV-Lampen auf Quecksilberbasis ersetzen können. Der Wert der hergestellten Geräte besteht darin, dass die Leistung unserer Ultraviolett-LED-Baugruppen um ein Vielfaches höher ist als die Leistung einzelner LEDs - 25 Watt gegenüber 3 Watt. In Zukunft wird die Technologie Anwendung im Gesundheitswesen, in der Wasseraufbereitung und in anderen Bereichen finden, in denen Ultraviolett verwendet wird.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern unseres International Science Center
glaubt, dass zukünftige optoelektronische Geräte die bemerkenswerten Eigenschaften nanoskaliger Objekte nutzen werden - Quantenpunkte mit speziellen optischen Parametern. Darunter befindet sich die
Lumineszenz oder das nicht-thermische Leuchten des Objekts, das in Fernsehgeräten, Smartphones und anderen Geräten mit Displays verwendet wird.
Wir entwickeln bereits eine solche neue Generation von optoelektronischen Geräten. Bevor die Geräte auf den Markt kommen, müssen wir jedoch die Technologie der Materialherstellung erarbeiten und die Sicherheit der für die Benutzer erhaltenen Materialien bestätigen.
Weitere Fototouren durch unsere Labore: