Лаборатория физических методов получения микро- и наноматериалов ИРНИТУ оснащена установкой для получения тонких пленок

17 ноября 2015 года//Наука

В учебно-исследовательской лаборатории физических методов получения микро- и наноматериалов Физико-технического института ИРНИТУ смонтирована высоковакуумная установка. Она предназначена  для получения тонких пленок и гетероструктур микро- и наноматериалов методами импульсно-лазерного, магнетронного и электронно-пучкового осаждения и молекулярно-лучевой эпитаксии (SMART PLD/MBE).  В зависимости от научной задачи можно выбрать тот или иной способ распыления веществ.


Комплекс оборудования стоимостью около $1 млн приобретен в рамках развития Национального исследовательского университета. 


В настоящее время с особенностями работы на новом оборудовании знакомятся в процессе его монтажа и наладки заведующий лабораторией, профессор кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем Николай Cтрокин и аспирант 4 курса Александр Казанцев. Как утверждает Н. Строкин, для Иркутска установка является уникальной. Подобное оборудование есть в академических институтах Томска, Новосибирска, европейской части России, однако оно достаточно редко встречается в вузовских лабораториях. С помощью SMART PLD/MBE-установки могут проводиться перспективные исследования в области микроэлектроники, наноматериалов, спинтроники. 


Консультации для сотрудников ИРНИТУ проводят представитель компании-изготовителя инженер фирмы SVTA  (США) Бредли Бок,  руководитель направления оборудования для микро- и наноэлектроники компании  «Криосистемы» (г. Москва) Виктор Кочетков и  инженер-конструктор ООО «Оптосистемы» (г. Троицк) Олег Грязнов. Отметим, что группа компаний «Криосистемы» является ведущим российским поставщиком оборудования известных мировых производителей вакуумной и криогенной техники для предприятий микро-, радио- и оптоэлектроники, аэрокосмической промышленности, предприятий «Росатома», аналитического приборостроения, учебных и научных институтов и центров. Специалисты «Криосистемы» обеспечивают ввод оборудования в эксплуатацию на рабочих объектах заказчиков, а затем осуществляют гибкую поддержку. Как подчеркнул В. Кочетков, в лабораторию ИРНИТУ компания поставила высоковакуумную установку одного из американских производителей, однако лазер выбран отечественный: «Мы подобрали наиболее оптимальный российский лазер. Его параметры подходят для данной установки, а  некоторые опции  превышают заданные заказчиком параметры».

Импульсно-лазерное осаждение – это совокупность сложных физико-химических процессов, результатом которых является удаление вещества с поверхности раздела фаз в процессе поглощения энергии лазерного импульса. Вещество испаряется или сублимируется в виде молекул, атомов и ионов.


«Кроме лазерной абляции можно использовать традиционную, так называемую, молекулярно-лучевую эпитаксию (МЛЭ). Это другой тип испарения вещества в определенных условиях с особой структурой формирования потока атомов. МЛЭ проводится в условиях глубокого вакуума и основана на взаимодействии, в нашем случае двух, молекулярных пучков с нагретой подложкой (образцом).

Кроме того, SMART PLD/MBE позволяет проводить электронно-лучевое испарение веществ в двух конфигурациях. В одной из них создается поток электронов, кинетическая энергия которых используется для распыления веществ.

Существует возможность нанесения химически реактивных покрытий, что подразумевается присутствие реакционных газов. Для этого установка снабжена источником плазмы. В настоящее время источник настроен на генерацию кислородной плазмы.

Под выше названные четыре механизма перевода вещества в атомарное состояние предстоит  разработать технологии получения пленок и гетероструктур конкретных веществ и устройств», - сообщил Н. Строкин.

Начало исследовательской деятельности на установке будет связано с работой аспирантов кафедры квантовой физики и нанотехнологий ФТИ Алины Журавлевой, Леонида Самойленко и Ксении Рабинович, которые синтезируют новые гетероструктуры для высокотемпературных сверхпроводников и спинтроники. Исследования А. Журавлевой были начаты в Гонконгском университете, продолжены на физическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова и в лаборатории тонких пленок и наноструктур Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (г. Шатура). Теперь появилась возможность работать по данной тематике в родном университете.


Н. Строкин считает, что возможности нового оборудования будут востребованы  не только сотрудниками ИРНИТУ: «Одним из потенциальных «желающих» может быть Институт солнечно-земной физики СО РАН, заинтересованный в изготовлении комбинированных оптических (тонкопленочных) фильтров, предназначенных  для регистрации излучения Солнца».   



В связи с тем, что установка сложная, технологические процессы получения пленок длительные, присутствие на ней студентов и магистрантов предполагается в качестве ассистентов научных сотрудников, преподавателей и аспирантов. Студенты будут знакомиться с технологиями получения пленок, а для готовых изделий – использовать различные методы диагностики их свойств с использованием инструментальной базы ФТИ в университетском Технопарке.




Вернуться