Отдел физики полупроводников, 110
Меню
EN

Институт физики микроструктур РАН

- филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИФМ РАН)

EN

Институт физики микроструктур РАН

- филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИФМ РАН)

Отдел физики полупроводников, 110

Отдел физики полупроводников является самым большим среди всех отделов ИФМ РАН. В нем четыре лаборатории. Основные направления деятельности отдела — физические основы развития кремниевой оптоэлектроники ближнего ИК диапазона и освоение терагерцового диапазона с использованием полупроводниковых наноструктур. Сформирован уникальный для нашей страны комплекс оборудования, на котором проводятся экспериментальные исследования оптических явлений в полупроводниковых наноструктурах в ИК- и терагерцовом диапазоне. Особое место в отделе занимают доктора наук, чьи работы получили широкое мировое признание в областях нелинейной электродинамики метаматериалов, обратных задач физической диагностики, высокочастотных свойств полупроводниковых сверхрешеток, зондовой микроволновой микроскопии.


Структура

Заведующий отделом

Гавриленко Владимир Изяславович
г.н.с., профессор, д.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−62
e-mail: gavr@ipmras.ru

Лаборатория спектроскопии твердого тела (111)

Красильник Захарий Фишелевич
член-корр. РАН, профессор, д.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−73
e-mail: zfk@ipmras.ru
Андреев Борис Александрович
в.н.с., д.ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−81
e-mail: boris@ipmras.ru
Гайкович Константин Павлович
в.н.с., д. ф.-м. н., профессор
Тел.: (831) 417−94−82 (+231)
e-mail: gai@ipmras.ru
Жаров Александр Александрович
в.н.с., д. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−97
Красильникова Людмила Владимировна
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82
e-mail: luda@ipmras.ru
Крыжков Денис Игоревич
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
e-mail: krizh@ipmras.ru
Кудрявцев Константин Евгеньевич
с.н.с., к.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
Курицын Дмитрий Игоревич
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+245)
e-mail: dk@ipmras.ru
Расеина Ольга Владимировна
Технолог 1 кат.,
Тел.: (831) 417−94−82
e-mail: olga@ipmras.ru
Резник Александр Николаевич
в.н.с., д. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−97
Сергеев Сергей Михайлович
Вед. электроник,
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
e-mail: sj@ipmras.ru
Степихова Маргарита Владимировна
с.н.с., к.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+273)
e-mail: mst@ipmras.ru
Токман Марина Абрамовна
Вед. электроник,
Тел.: (831) 417−94−82 (+263)
Яблонский Артем Николаевич
с.н.с., к.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
Бушуйкин Павел Александрович
м.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−81 (+230)
Шмагин Вячеслав Борисович
с.н.с.,
Тел.: (831) 417−94−81 (+230)
e-mail: shm@ipmras.ru
Вербус Валерий Альфонасович
н.с., к.ф.-м.н
Тел.: (831) 417−94−82 (+229)

Лаборатория физики полупроводниковых гетероструктур и сверхрешеток (112)

Морозов Сергей Вячеславович
Заведующий лабораторией, в.н.с., д.ф.- м.н.
Тел.: (831) 417−94−82
e-mail: more@ipmras.ru
Алешкин Владимир Яковлевич
г.н.с., профессор, д. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82
Антонов Александр Владимирович
н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
e-mail: aav@ipmras.ru
Гавриленко Владимир Изяславович
г.н.с., профессор, д.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−62
e-mail: gavr@ipmras.ru
Дубинов Александр Алексеевич
с.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+234)
e-mail: sanya@ipmras.ru
Жолудев Максим Сергеевич
н.с., к.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+261)
Козлов Дмитрий Владимирович
с.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 438−50−37 (+262)
e-mail: dvkoz@ipmras.ru
Орлов Лев Константинович
в.н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+155)
e-mail: orlov@ipmras.ru
Румянцев Владимир Владимирович
с.н.с., к.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+262)
Уточкин Владимир Васильевич
м.н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+262)
Рудаков Артур Олегович
м.н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+234)

Лаборатория физики полупроводниковых лазеров на горячих носителях заряда (113)

Шастин Валерий Николаевич
Заведующий лабораторией, г.н.с., профессор, д. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−79
Бекин Николай Александрович
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−79 (+260)
Жукавин Роман Хусейнович
с.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−79 (+260)
e-mail: zhur@ipmras.ru
Цыпленков Вениамин Владимирович
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−72
Орлова Екатерина Евгеньевна
н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+263)

Лаборатория молекулярно-пучковой эпитаксии полупроводниковых гетероструктур (114)

Новиков Алексей Витальевич
Заведующий лабораторией, д.ф.-м.н.
Тел.: (831) 417−94−65
e-mail: anov@ipmras.ru
Калинников Михаил Анатольевич
Технолог 1 кат,
Тел.: (831) 417−94−82 (+102)
Лобанов Дмитрий Николаевич
с.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+102)
e-mail: dima@ipmras.ru
Морозова Елена Евгеньевна
Вед. технолог,
Тел.: (831) 417−94−82 (+102)
Юрасов Дмитрий Владимирович
с.н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 417−94−82 (+102)
Шалеев Михаил Владимирович
н.с., к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 438−50−37 (+183)
Шенгуров Дмитрий Владимирович
Технолог 1к, к. ф.-м. н.
Тел.: (831) 438−50−37 (+101)
e-mail: shen@ipmras.ru
Перетокин Артем Викторович
м.н.с.,
Тел.: (831) 417−94−82 (+273)


Проекты, результаты

2D топологические изоляторы на основе InAs/GaSb

Cтимулированное излучение в гетероструктурах с квантовыми ямами HgTe/HgCdTe при λ~3 мкм при температуре близкой к комнатной

Высокодобротные моды связанных состояний в континууме в двумерном фотонном кристалле с Ge-наноостровками

Подавление оже-рекомбинации дираковских фермионов и стимулированное излучение на длине волны λ ~ 31 мкм в квантовых ямах HgCdTe

Кремниевые лазеры терагерцового диапазона

Резонанс Фано в спектрах примесной фотопроводимости полупроводников

Обратные задачи реконструкции изображений поверхности, томографии и голографии подповерхностных неоднородностей

Особенности перехода от двумерного к трехмерному росту в многослойных SiGe/Si(001) гетеростуктурах

Метод селективного легирования кремниевых эпитаксиальных структур сегрегирующими примесями

Ближнепольная СВЧ микроскопия планарных структур




Оборудование


Эпитаксия гетероструктур SiGe

  • Высоковакуумная установка МПЭ SiGe гетероструктур «RIBER SIVA 21»
    Новейшая установка мирового лидера в производстве систем МПЭ французской фирмы «RIBER», приборетенная в 2007 г. Предельное давление в камере роста < 5×10-11 мбар. Установка оборудована двумя электронно-лучевыми испарителям большой емкости для испарения Si и Ge; двумя эффузионными ячейками для примесей, масс-спектрометром для контроля за испаряемыми потоками; двумя кварцевыми датчиками измерения толщины; системой дифракции быстрых электронов; системой перегрузки подложек диаметром до 100 мм; системой автоматизации ростового процесса. Точность контроля количества осаждаемых слоев составляет доли монослоя.
  • Высоковакуумная установка «BALZERS» UMS-500P
    Высоковакуумная установка модернезирована для роста SiGe гетероструктур. Предельное давление в камере роста < 1×10-10 мбар. Установка оборудована двумя электронно-лучевыми испарителям для Si и Ge; двумя эффузионными ячейками для примесей, масс-спектрометром для контроля за испаряемыми потоками; системой перегрузки подложек диаметром до 50 мм. Точность контроля количества осаждаемых слоев составляет доли монослоя.
  • Высоковакуумная установка МПЭ SiGe гетероструктур «Катунь В»
    Предельное давление в камере роста < 3×10-10 мбар. Установка оборудована двумя электронно-лучевыми испарителям для Si и Ge; двумя эффузионными ячейками для примесей, масс-спектрометром потоками; системой перегрузки подложек диаметром до 100 мм.

Исследование поверхности / Литография

  • Сканирующий зондовый микроскоп «NTEGRA Prima» производства фирмы НТ-МДТ. Измерительные методики: АСМ (контактная+"полуконтактная"+бесконтактная) / Отображение aазы / Модуляция cилы / Отображение cопротивления hастекания/ АСМ cиловая литография, АСМ токовая Литография (анодное оксидирование) / SNOM.

Спектральные измерения

Системы оптического возбуждения

  • Непрерывный газовый (Ar+) лазер Stabilite 2017-05S «Spectra-Physics” основные линии: 514.5 нм (2Вт); 501.7 нм (0.3 Вт); 496.5 нм (0.6 Вт); 488нм (1.5 Вт); 476.5 нм (0.45 Вт); 457.9 нм (0.2 Вт), диаметр пучка 1.4 мм, расходимость 0.5 мрад.
  • Непрерывный твердотельный лазер Nd: YAG Millenia Pro, рабочая длина волны 532 нм, максимальная мощность 2 Вт.

Системы регистрации спектров фотопроводимости, фотолюминесценции, электролюминесценции

  • Вакуумный фурье-спектрометр Vertex 80V фирмы Bruker, рабочий диапазон 400-5000 см-1.
  • Фурье-спектрометр BOMEM DA3.36, разрешение до 0.1 см-1; регистрация сигналов фото- и электролюминесценции может производиться InGaAs, Ge и InSb детекторами. Параметры детекторов:
    • детектор InGaAs - обнаружительная способность D* ≥ 5.1012 см.Гц1/2.Вт-1 при рабочей температуре 77 К, диапазон чувствительности — 0.91 ÷ 1.57 мкм;
    • детектор InSb - обнаружительная способность D* ≥ 4.1011 см.Гц1/2.Вт-1 при рабочей температуре 77 К и холодном фильтре, диапазон чувствительности 0.8 ÷ 3.13 мкм;
    • охлаждаемые Ge детекторы модели North-Coast EO-817A - обнаружительная способность D* ≥ 5.1013 см.Гц1/2.Вт-1 при 77 К, диапазон чувствительности 0.8 ÷ 1.7 мкм.

Другое оборудование

  • Низкошумящие усилители напряжения и тока SR560 (2 шт.) SR570 «Stanford Research System».
  • Синхронный детектор SR 810 «Stanford Research System».
  • Двухканальный цифровой осциллограф WR 5061 LeCroy, полоса 500 МГц, 5 гигавыборок/с.
  • Четырехканальный цифровой осциллограф LeCroy WP7100A, полоса пропускания — 1000 МГц, частота дискретизации — 10 Гвыборок / кан; 20 Гвыборок / канал при объединении каналов (эквив. 200 ГГц), объем памяти на канал — 10 Мб (20 Мб при объединении каналов).
  • Стробоскопический интегратор SR250 «Stanford Research Systems».
  • Цифровой сихронный детектор SR830 «Stanford Research Systems».
  • Оптический гелиевый криостат замкнутого цикла DE-202 " Advanced Research Systems, Inc.» на диапазон температур 6 — 297 К.
  • Турбомолекулярная вакуумная система «Mini-TASK» AG81 фирмы «Varian».

Спектрокинетические измерения

Наносекундный комплекс

Системы оптического возбуждения

  • Оптический параметрический осциллятор MOPO-SL (диапазон перестройки выходной длины волны — 440-1850 нм, ширина линии < 0.2 см-1, энергия в импульсе — 40 мДж на длине волны 500 нм);
  • Импульсный лазер накачки Quanta-Ray PRO-230-10 для оптического параметрического генератора MOPO-SL (частота повторения импульсов — 10 Гц, длительность импульса — 10 нс, энергия в импульсе на длине волны 355 нм — 375 мДж);
  • Импульсный лазер Nd: YAG LQ-129 (частота повторения импульсов — 20 Гц, длительность импульса — 10 нс, энергия в импульсе на длине волны 1064 нм — 350 мДж, 532 нм — 190 мДж, 355 нм — 90 мДж);
  • Установка для получения узкополосных (~ 0.2 см-1) терагерцовых импульсов, с перестраиваемой частотой излучения (0.75 — 4.5 ТГц), длительностью 5 нс, с частотой повторения 10 Гц. Принцип получения терагерцовых импульсов основан на генерации разностной частоты в нелинейном кристалле GaP при смешении двух близких частот излучения ближнего ИК диапазона, генерируемых с помощью оптического параметрического генератора света MOPO - SL- «Spectra Physics»;
  • Оптический параметрический осциллятор ЗАО «Солар» (Solar Laser Systems), Белоруссия, г. Минск. Частота повторения 10 Гц, длительность импульса 10 нс. Диапазон перестройки:
    • ОПО на основе KTP: длина волны излучения 1.94-2.36 мкм, энергия в импульсе 20-30 мДж
    • ОПО на основе ZGP: длина волны излучения 3-9 мкм; энергия в импульсе ~1мДж.
    • Генератор разностной частоты (CdSe): длина волны излучения 10.6 — 17 мкм; энергия в импульсе:300 мкДж (10.6 мкм), 70 мкДж на длине волны (17 мкм); длительность импульса 7 нс

Системы регистрации

  • Измерители мощности излучения: фотодиодный детектор непрерывного излучения на основе фотодиода InGaAs для измерения сверхмалых мощностей вплоть до 10 пВт, термопарный детектор непрерывного излучения и пироэлектрический детектор импульсного излучения;
  • Система регистрации сигналов люминесценции, фотопроводимости, поглощения;
  • Многоэлементный (1024 InGaAs фотодиода) приемник с рабочим диапазоном 1-2,2 мкм (OMA-V:1024-2.2 Princeton Instruments Digital InGaAs Detector System);
  • Двухканальный цифровой запоминающий осциллограф WS 432 Le Croy с полосой 350 МГц;
  • Высокочувствительная система детектирования IR и FTIR спектроскопии S&I-IR07 в комплекте.

Фемтосекундный комплекс

Системы оптического возбуждения

  • Титан-сапфировый лазер «Tsunami» (диапазон перестройки 730-850 нм, длительность импульса < 130 фс, частота повторения 82 МГц, средняя мощность 900 мВт);
  • Твердотельный лазер накачки на основе иттрий-алюминиевого граната «Millenia» для фемтосекундного лазера «Tsunami» (непрерывный режим, 5 Вт, 532 нм);
  • Регенеративный усилитель «Spitfire» (диапазон перестройки 750-900 нм, длительность импульса 130 фс, частота повторения 5 кГц, энергия в имульсе 0.3 мДж);
  • Твердотельный лазер накачки на основе иттрий-алюминиевого граната «Empower» для регенеративного усилителя «Spitfire» (5 кГц, Pavg=20Вт на длине волны 532 нм);
  • Параметрический усилитель OPA-800CF-0.3 (диапазон перестроики 1.1-2.8 мкм, с частотой повторения 5 кГц, мощность в импульсе 18 мкДж на длине волны 1.3 мкм (signal) 10 мкДж на длине волны 2.08 мкм);
  • Высокоэффективный фемтосекундный преобразователь TP-F-THG для получения второй (400нм) и третьей (255нм) гармоник излучения регенеративного усилителя «Spitfire» с длиной волны 800 нм;
  • Источник терагерцового излучения " TeraSed», возбуждаемый излучением фемтосекундного лазера " Tsunami» или регенеративного усилителя " Spitfire», полоса частот — 0.5 — 3 ТГц, средняя мощность — 0.5 мВт.
  • Установка для получения коротких (~ 1пс) терагерцовых импульсов (0.5-3 ТГц) излучения с частотой повторения 1 кГц, генерируемых при оптическом выпрямления импульса фемтосекундного лазера «Tsunami” на нелинейном кристалле ZnTe.

Системы регистрации

  • Система регистрации фотолюминесценции методом «up-conversion” (FOG-100) при возбуждении образца основной и второй гармониками фемтосекундного титан-сапфирового осциллятора, включающая в себя оптическую линию задержки (шаг — 6,25 фс, максимальная задержка — 2 нс), двойной монохроматор и счетчик фотонов;
  • Система регистрации спектров отражения и абсорбции методом «pump-probe” («CDP Corp.») в интервале длин волн 350 — 1000 нм с субпикосекундным временным разрешением (~ 150 фс).
  • Система регистрации люминесценции с временным разрешением не хуже 2 пс на основе стрик-камеры Optoscope SCMU-ST и автоматизированного решеточного спектрометра Acton Research SpectraPro 2300i, оснащенного CCD камерой Spec-10:256Е (матрица 1024×256, 200-1050 нм).
  • Приемник терагерцового излучения на основе низкотемпературного GaAs.
  • Система диагностики спектральных и временных характеристик излучения регенеративного усилителя «Spitfire» - автокореллятор и спектрометр «PulseScout"

Публикации

А. Н. Резник. Ближнепольная сверхвысокочастотная микроскопия
Скачать pdf, 631.7 KB

К. П. Гайкович. Обратные задачи деконволюции изображений, диагностики поверхности, голографии и томографии подповерхностных неоднородностей
Скачать pdf, 1.1 MB

В. И. Гавриленко. Поиск своего места в науке продолжаем
Скачать pdf, 504.6 KB