Get Adobe Flash player

Filmy promocyjne

 

Jesteś tutaj

Strona główna

        Utworzenie kompleksu kriogenicznego ma na celu zapewnienie niskich temperatur dla pomiarów charakterystyk materiałów i nano-struktur. Zakres temperatur zaczyna się od 300 mK, stąd niezbędnym jest zapewnienie dostawy ciekłego helu oraz azotu dla aparatury naukowej, zlokalizowanej w Centrum Mikroelektroniki i Nanotechnologii. Zapewnienie tych skroplonych gazów (ciekłego azotu) jest niezbędne do wytwarzania struktur niskowymiarowych w technologii MBE. W skład kompleksu kriogenicznego będzie wchodzić następująca aparatura:

zbiornik na ciekły azot (15 tys. Litrów), zbiornik na ciekły hel (2 tys. Litrów), układ odzyskiwania helu gazowego, układ oczyszczania helu gazowego, system transferu azotu ciekłego, system transferu helu gazowego, układ skraplania helu gazowego, separatory azotowe. Najważniejszym elementem kompleksu jest skraplarka helu – zaplanowany jest zakup współczesnej niewielkiej skraplarki o wydajności 40 l na dobę.


          

Czyste pokoje (clean room) z odpowiednią klimatyzacją mają zapewnić prawidłowy proces technologiczny wytwarzania warstw półprzewodnikowych metodą MBE - pomieszczenie I oraz pomieszczenie II, które zapewni uzyskanie wysokich standardów czystości dla wykonywania układów scalonych metodą fotolitografii i litografii elektronowej. Zostaną zastosowane następujące rozwiązania: systemy klimatyzacyjne z filtrami czyszczącymi, szczelne pomieszczenie 60m2 sterylne o klasie czystości D (100000) ze śluzą (pomieszczenie I), sterylne pomieszczenie 110m2 dzielone na dwie części po 55m2 o klasach czystości C (10000) i A (100)  ze śluzą. W pomieszczeniu I chcąc zapewnić klasą czystości D 100000, należy wykonać system zamkniętego obiegu powietrza z zastosowaniem filtrów czyszczących. Przewidziane pomieszczenie posiada w projekcie wykonawczym budynku oznaczenie 0/B3/U005 61,15m2. Należy zadbać o wyjątkową szczelność pomieszczenia, oraz zabezpieczyć ściany, sufit i podłogę nie pylącym materiałem. W pomieszczeniu powinno wystąpić niewielkie nadciśnienie.


Kompleks technologiczny jest najważniejszą częścią nowej infrastruktury stworzonej w wyniku realizacji projektu, bowiem ma zapewnić wyhodowanie nanostruktur i kontrolę ich jakości. Kompleks zawiera: MBE - zakupiona aparatura będzie służyć wytwarzaniu struktur o obniżonej wymiarowości. Zwykle jest to kilka warstw mono-atomowych (rzędu 5-10 nm) przemiennie z innym półprzewodnikami. W efekcie otrzymana zostaje struktura z jedną lub kilkoma studniami kwantowymi; TOF – SIMS - Spektroskopia masowa jonów wtórnych (SIMS – Second Ion Mass Spectroscopy) - aparatura ma służyć badaniu wyhodowanych warstw, określenie ich okresowości, rozmiaru, jednorodności składu itp. Metoda pozwoli również określić precyzyjnie skład chemiczny; SEM - Skaningowa mikroskopia elektronowa) - aparatura posłuży do badania warstw wyhodowanych w technologii MBE i będzie uzupełniać pomiary o informacje na temat jakości powierzchni i warstw wierzchnich bez naruszenia materiału


          Laboratorium fotolitografii i litografii elektronowej będzie wykorzystywane do wykonywania układów scalonych na bazie nanostruktur (warstw wyhodowanych metodą MBE) oraz elementów obwodów kwantowych – kropek kwantowych i drutów kwantowych). Laboratorium zostanie wyposażone w następującą aparaturę: instalacje dla fotolitografii, wyrównywacz maski, instalacja dla trawienia (mokrego), stolik obrotowy (wbudowany w instalacje trawienia), mikroskop optyczny, próżniowe napylanie metali (próżnia do 10-5Tr), układ destylacji i oczyszczania (dejonizacji) wody, instalacja profilowana o wysokiej precyzji, prasa hydrauliczna, dygestoria (2 sztuki), instalacja dla litografii elektronowej, mikroskop elektronowy (SEM) o gwarantowanej maksymalnej wartości prądu wiązki elektronowej >200 nA przy napięciu 20 kV, zmienna apertura soczewki z możliwością jednoczesnego montażu kilku przystawek niezbędnych do wykonania elektrono-litografii.


          Zadaniem pracowni komputerowych systemów pomiarowych jest wykształcenie studentów w zakresie komputerowych technologii pomiarowych i przyswajaniu im następujących umiejętności: pomiar wszelkiego rodzaju sygnałów, począwszy od sygnałów napięciowych poprzez pomiar temperatury, naprężeń i na sygnałach dynamicznych kończąc; obsługa urządzeń akwizycji danych podłączonych do komputerów stacjonarnych, a także za pomocą Internetu; projektowanie, tworzenie prototypów obwodów pomiarowych, przeprowadzanie symulacji oraz testowanie obwodów; wykorzystanie częstotliwości radiowych i systemów wymiany informacji w celu połączenia oprogramowania z najnowszym sprzętem w celu przygotowania do badań z zakresu łączności bezprzewodowej; przetwarzanie i obróbka sygnałów.


Pracownia Studencka Zjawisk Transportowych w Strukturach Półprzewodnikowych ma być integralną częścią cyklu wykładów „Zjawiska transportu elektronowego w strukturach półprzewodnikowych” w ramach kursów „Zjawiska transportowe w półprzewodnikach” (kurs taki wchodzi w standardy kierunku Fizyka Techniczna) oraz „Fizyka struktur niskowymiarowych”, prowadzonych na kierunku Fizyka techniczna  teraz. Ćwiczenia zaplanowane w tej pracowni będą wykorzystywane też w ramach planowanego kierunku „Nanotechnologia i materiały nanpkompozytowe” (kurs specjalistyczny „Mikroelektronika i schemotechnika”), zaś ćwiczenia laboratoryjne dają studentom możliwość doświadczalnej weryfikacji wiadomości teoretycznych, a także prezentują możliwość pracy doświadczalnej i zapoznanie się z nowoczesnymi technikami pomiarowymi w fizyce doświadczalnej.


W studenckiej pracowni zjawisk optycznych w półprzewodnikach studenci poznają metody określania podstawowych parametrów materiałów półprzewodnikowych wybranymi metodami optycznymi. Przewidywany jest na pierwszym etapie zakup dwóch stanowisk optycznych pozwalających na pomiar luminescencji oraz rozproszenia Ramana. Są to przenośne kompleksy włączające spektrometr dla zakresu widzialnego wraz z detektorem (foto-powielacz) i laser He-Ne. Koszt dwóch takich stanowisk mieści się w kwocie 180 tys. zł. Później będą zakupione jeszcze trzy takie komplety nadające się do wykonania innych ćwiczeń zaplanowanych w tej pracowni.


Zadaniem Laboratorium naukowe luminescencji niskotemperaturowej jest określenie stanów energetycznych w strukturach niskowymiarowych przy 4.2 K metodą foto-luminescencji z zastosowaniem wysoko-rozdzielczej aparatury dla badań naukowych. Zaplanowany zakup spektrometru Fourier’a pozwoli na pomiar luminescencji otrzymywanych struktur niskowymiarowych z rozdzielczością do 0.1 cm-1 . Da to możliwość określenia położenia stanów energetycznych w mierzonych strukturach z dużą dokładnością. Jest to niezbędne dla badania nowych wytworzonych struktur (identyfikacja profilu pasm energetycznych i td.) oraz dla kontroli jakości struktur standardowych – odtworzenie wcześniej opracowanych technologii. Stąd podwójne przeznaczenie aparatury: ekspresowa analiza foto-luminescencji stosując kamerę CCD; dokładne badania widm foto-luminescencji za pomocą bolometru o wysokiej rozdzielczości widmowej.


          Laboratorium Naukowe magnetotrasportu w nanostrukturach zostanie wyposażone w aparaturę, która będzie umożliwiać pomiary galwanomagnetyczne próbek wykonanych na bazie struktur niskowymiarowych.

Eksperymenty przeprowadzone z wykorzystaniem opisanej wyżej aparatury umożliwią badania subtelnych efektów kwantowych, między innymi takich jak: w niskich temperaturach - Oscylacje Szubnikowa de Hassa (SdH) czy Kwantowy Całkowity i Ułamkowy Efekt Halla (IQHE, FQHE) oraz wyższych temperaturach-  Rezonans Magnetofononowy (MPR). Przeprowadzony cykl badań umożliwi określenie parametrów jedno i dwuwymiarowego gazu elektronowego (DEG) w drutach i studniach kwantowych, a to z kolei pozwoli przygotować struktury w celu ich wykorzystania w tranzystorach wysokiej mocy typu HEMT charakteryzujących się wysoką częstotliwością pracy.

Warunkiem ujawnienia opisanych efektów jest wykorzystanie aparatury zawierającej komorę próbki odseparowanej od cewki nadprzewodzącej umożliwiającej podniesienie temperatury pomiaru do 300 K, jak również jej obniżenie do 300 mK.

Przeprowadzenie badań struktur o obniżonej wymiarowości, do tak zwanych granic kwantowych potrzebne jest wysokie pole magnetyczne o wysokich parametrach stabilności.