Sur Habré, nous avons déjà réalisé une série de petites visites photo. Ils ont montré notre
laboratoire de matériaux quantiques , ont regardé
des mains mécanisées et des manipulateurs dans le laboratoire de robotique, et ont examiné notre thème de
bricolage-coworking (Fablab) .
Aujourd'hui, nous vous expliquons sur quoi (et sur quoi) travaille l'un de nos laboratoires du Centre scientifique international pour les matériaux fonctionnels et les dispositifs optoélectroniques.
Sur la photo: diffractomètre à rayons X DRON-8Que font-ils ici
Le laboratoire «Prospectifs nanomatériaux et dispositifs optoélectroniques» a été ouvert sur la base du Centre scientifique international, qui mène des
recherches sur les matériaux
les plus récents, notamment les semi-conducteurs, les métaux, les oxydes à l'état nanostructuré, dans le but de les utiliser dans les dispositifs et dispositifs optoélectroniques.
Les étudiants, les étudiants diplômés et les employés du Laboratoire
étudient les propriétés des nanostructures et créent de nouveaux dispositifs semi-conducteurs pour la micro et l'optoélectronique. Les développements trouvent une application dans le domaine de l'éclairage LED économe en énergie et seront très prochainement demandés dans l'électronique haute tension des
réseaux électriques intelligents.
Dans la communauté étudiante, le site de recherche sur la rue Lomonosov, la maison 9, est appelé le «
laboratoire Romanov », car le laboratoire et le centre sont dirigés par
A. E. Romanov , docteur en physique et mathématiques, professeur principal et doyen de la faculté de photonique laser et d'optoélectronique de l'ITMO University. Il est l'auteur de plus de trois cents publications scientifiques et le propriétaire de nombreuses bourses et récompenses scientifiques internationales.
Équipement
Un diffractomètre DRON-8 à rayons X de la société russe Burevestnik (au-dessus de KDPV) a été installé dans le laboratoire. C'est l'un des principaux instruments d'analyse des matériaux.
Il permet de caractériser la qualité des cristaux et des hétérostructures obtenus en mesurant les spectres de diffraction des rayons X. Pour le traitement thermique des structures semi-conductrices à couches minces développées, nous utilisons cette installation domestique.
Nous utilisons des systèmes semi-industriels modernes pour caractériser, modifier et trier les LED. Parlons du premier (sur la photo ci-dessous à gauche).
Il s'agit du distributeur de précision
Asymtek S-820 . Il s'agit d'un système automatisé de distribution de liquides visqueux. Un tel distributeur est indispensable pour appliquer avec précision un matériau phosphorescent sur une puce LED afin d'obtenir la couleur de lueur souhaitée.
Les LED blanches d'origine (par défaut) auxquelles nous sommes habitués sont basées sur des puces émettant dans la plage bleue du spectre visible de rayonnement électromagnétique.
Cet appareil (sur la photo générale au centre) mesure les caractéristiques courant-tension et spectrales des puces LED et stocke les données mesurées pour un grand nombre de puces dans la mémoire de l'ordinateur. Il est nécessaire de vérifier les paramètres électriques et optiques des échantillons fabriqués. Voici à quoi ressemble l'installation si vous ouvrez les ailes bleues:
Le troisième appareil sur la photo générale est un système de tri et de préparation des LED pour une installation ultérieure. Sur la base des caractéristiques mesurées, il compile un passeport pour la LED. Après cela, le trieur le définit dans l'une des 256 catégories en fonction de la qualité du dispositif semi-conducteur (catégorie 1 - ce sont les LED qui ne s'allument pas, catégorie 256 - celles qui brillent le plus brillamment dans la gamme spectrale donnée).
Même au sein de notre Centre scientifique international, nous sommes engagés dans la croissance des matériaux semi-conducteurs et des hétérostructures. Les hétérostructures sont cultivées par épitaxie par jet moléculaire à l'aide de l'installation RIBER MBE 49 de Connector-Optics, une société partenaire.
Pour obtenir des monocristaux d'oxyde (qui sont des semi-conducteurs à large intervalle) à partir de la fusion, nous utilisons l'unité de croissance multifonctionnelle NIKA-3 de la production nationale. Les semi-conducteurs à grand intervalle peuvent être utilisés dans les relais de puissance du futur, dans les lasers verticaux VCSEL haute performance, dans les détecteurs ultraviolets, etc.
Les projets
Sur les sites du Centre international des sciences de notre laboratoire, diverses recherches fondamentales et appliquées sont menées.
Par exemple, en collaboration avec des chercheurs de l'Université technique de l'aviation d'État d'Ufa, nous
développons de nouveaux conducteurs métalliques à conductivité accrue et à haute résistance. Pour les créer, des méthodes de déformation plastique intense sont utilisées. La structure à grains fins de l'alliage est soumise à un traitement thermique, redistribuant la concentration d'atomes d'impuretés dans le matériau. En conséquence, les paramètres de conductivité et les caractéristiques de résistance du matériau sont améliorés.
De plus, le personnel de laboratoire développe des technologies pour la fabrication d'émetteurs-récepteurs optoélectroniques basés sur des circuits intégrés photoniques. De tels émetteurs-récepteurs trouveront une application dans l'industrie de la création de systèmes de transmission / réception d'informations à hautes performances. À ce jour, un ensemble d'instructions est déjà prêt pour la fabrication de modèles de sources de rayonnement et de photodétecteurs. La documentation de conception pour les tester a également été préparée.
Un important projet de laboratoire est
consacré à la création de matériaux semi-conducteurs à large intervalle et de nanostructures à faible densité de défauts. À l'avenir, avec l'aide de matériaux développés, nous serons en mesure de produire des dispositifs semi-conducteurs à économie d'énergie qui n'ont pas encore d'analogues sur le marché.
Nos experts ont déjà développé des LED qui peuvent remplacer les lampes ultraviolettes dangereuses à base de mercure. La valeur des appareils fabriqués est que la puissance de nos assemblages de LED ultraviolets est plusieurs fois supérieure à la puissance des LED individuelles - 25 watts contre 3 watts. À l'avenir, la technologie trouvera une application dans le domaine des soins de santé, du traitement de l'eau et d'autres domaines où les ultraviolets sont utilisés.
Un groupe de scientifiques de notre Centre scientifique international
estime que les futurs dispositifs optoélectroniques utiliseront les propriétés remarquables des objets à l'échelle nanométrique - des points quantiques avec des paramètres optiques spéciaux. Parmi eux se trouve la
luminescence ou la lueur non thermique de l'objet, qui est utilisée dans les téléviseurs, les smartphones et autres gadgets avec écrans.
Nous sommes déjà
engagés dans la création d'une telle nouvelle génération de dispositifs optoélectroniques. Mais avant que les gadgets n'entrent sur le marché, nous devons élaborer la technologie de production des matériaux et confirmer la sécurité des matériaux reçus pour les utilisateurs.
Autres visites photo de nos laboratoires: