Mikrorakenteiden fysiikan instituutti RAS

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3. huhtikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Institute of Physics of Microstructures RAS ( IPM RAS )

kansainvälinen titteli	Institute for Physics of Microstructures RAS (IPM RAS)
Perustettu	1993
Johtaja	A. V. Novikov
Työntekijät	~250
PhD	~20
Sijainti	Venäjä ,Nižni Novgorod
Laillinen osoite	GSP-105, Nizhny Novgorod, 603950, Venäjä
Verkkosivusto	ipmras.ru

Venäjän tiedeakatemian mikrorakenteiden fysiikan instituutti (IPM RAS) perustettiin vuonna 1993 (Venäjän tiedeakatemian puheenjohtajiston päätös nro 173, 28. syyskuuta 1993) kiinteän olomuodon fysiikan laitoksen pohjalta. Venäjän tiedeakatemian soveltavan fysiikan instituutista . S. V. Gaponov (Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäsen vuodesta 1994, akateemikko vuodesta 2008, vuodesta 2009 Venäjän tiedeakatemian neuvonantaja) tuli instituutin ensimmäiseksi johtajaksi . Vuonna 2009 IPM RAS:a johti professori Z. F. Krasilnik , vuonna 2015 - professori V. I. Gavrilenko ja vuonna 2016 - jälleen Z. F. Krasililnik. Vuonna 2020 V. I. Gavrilenkosta tuli jälleen vt. johtaja, ja vuonna 2021 A. V. Novikovista tuli instituutin johtaja .

Vuodesta 2016 lähtien instituutti on ollut IAP RAS :n liittovaltion tutkimuskeskuksen haara .

IPM RAS on osa Venäjän tiedeakatemian fysikaalisten tieteiden osastoa , vuodesta 2009 lähtien osa Venäjän tiedeakatemian Nižni Novgorodin tiedekeskusta (NSC RAS).

Instituutti tekee tieteellistä perustutkimusta pintafysiikan, solid-state nanorakenteiden , suprajohtavuuden ja monikerrosröntgenoptiikan sekä ohutkalvojen, pinta- ja monikerrosrakenteiden teknologian ja sovellusten alalla.

IPM RAS työllistää 275 työntekijää, joista yli 140 tutkijaa (21 tohtoria ja 73 tieteen kandidaattia, 8 valtionpalkinnon voittajaa, 1 Venäjän federaation valtion palkinto nuorille tutkijoille).

Rakenne

Instituutti koostuu 6 tieteellisestä osastosta ja 8 tekniikan, rahoitus- ja talousosastosta. Instituuttiin kuuluu tiede- ja koulutuskeskus (REC), kollektiivisen käytön keskus (CKP) ja mallipaja.

Puolijohdefysiikan laitos

Laitoksen päätoimia ovat piioptoelektroniikan kehittäminen lähi - IR-alueella ja terahertsialueen kehittäminen puolijohteen nanorakenteiden avulla . Kehitetään menetelmiä SiGe/Si:iin ja Si:Er/Si:iin perustuvien valoa emittoivien rakenteiden molekyylisädeepitaksiaan , näiden rakenteiden valon emissio- ja absorption mekanismeja lähi-IR-alueella sekä valodetektorien fysikaalisia periaatteita, valodiodeja ja niihin perustuvia lasereita tutkitaan. Työskentely on käynnissä stimuloidun säteilyn havaitsemiseksi ja tutkimiseksi reikägermaniumin millimetri- ja submillimetriaallonpituusalueella.

Pii-terahertsilaserit

Matalissa lämpötiloissa (T ~ 4 K) instituutissa havaittiin ensimmäistä kertaa stimuloitua terahertsisäteilyä n-tyypin piin yksittäiskiteistä, mikä johtui luovuttajien virittyneiden tilojen käänteispopulaatiosta optisen pumppauksen alaisena. Nämä opinnot ovat jatkoa Neuvostoliiton valtionpalkinnolla palkituille tieteen ja teknologian alan opinnoille.

Laserit inversiolla

Stimuloidun THz-säteilyn vaikutus n-Si:ssä optisen resonanssivirityksen ja fotoionisaation alaisena on saatu. Lasersäteily kehittyy 2p-1s (T2) (Si:P, Si:Sb) tai 2p-1s (T2) (Si:As, Si:Bi) siirtymissä.

Raman laserit

Stimuloidun Raman-sironnan (elektroni) vaikutus n-Si:ssä on saatu aikaan. Raman-siirtymän määrää 1s(A1)- ja 1s(E)-tilojen välinen energiaero.

Suprajohteen fysiikan laitos

Laitoksen tutkimus keskittyy massiivisten ja mesoskooppisten suprajohteiden , magneettien ja niiden hybridien (suprajohde-normaalimetalli-, suprajohde-eriste- ja suprajohde-ferromagneetti-rakenteet) suprajohtavuuden ja magneettisten ilmiöiden fysiikan tutkimiseen. Siinä tutkitaan suprajohteiden ja supernesteiden pyörretilan fysiikkaan liittyviä kysymyksiä , Josephson-järjestelmiä ja niihin perustuvia generaattoreita. Lisäksi tutkitaan optiikan kiraalisiin ilmiöihin liittyviä kysymyksiä , kuituoptisten järjestelmien fyysisiä perusteita ja teknologisia sovelluksia .

Monikerroksisen röntgenoptiikan osasto

Monikerroksisten ohutkalvorakenteiden röntgenoptiikan alalla tehty teknologinen ja kokeellinen työ keskittyy sekä ohutkalvorakenteiden perusominaisuuksien tutkimukseen röntgenalueella että perustan luomiseen röntgensäteilylle . säde litografia . Instituutti on yksi maailman johtavista röntgenoptiikan alalla, ja sen saavutukset tällä alalla ovat laajalti tunnustettuja johtavissa tiedekeskuksissa.

Nanorakenteiden ja laitteiden teknologian laitos

Laitos tutkii uusia fysikaalisia ilmiöitä puolijohdeheterorakenteissa ja korkean lämpötilan suprajohtimissa jatkosovelluksiin mikro- ja optoelektroniikassa. Laitoksen päätoimiala on In-, Ga-, Al-As-, N-pohjaisten puolijohdeheterorakenteiden ja YBaCuO-pohjaisten suprajohtavien järjestelmien epitaksimenetelmien kehittäminen . Osasto tekee myös yksityiskohtaisen kattavan tutkimuksen tällaisten järjestelmien ominaisuuksista ja testirakenteiden tuotannosta.

Magneettisten nanorakenteiden laitos

Laitoksen pääsuunnat ovat erimuotoisten yksi- ja monikerroksisten lateraalisesti rajoitettujen magneettisten nanorakenteiden luominen , magneettisten rakenteiden kuljetusilmiöiden teoria sekä magneettisten nanorakenteiden kuljetusominaisuuksien kokeelliset tutkimukset. Teoreettiset tutkimukset keskittyvät järjestelmiin, joissa magnetointi ei ole samassa tasossa. Tekniikoita yksikerroksisten ja monikerroksisten magneettisten nanohiukkasten magneettisten tilojen tutkimiseksi magneettivoimamikroskoopilla (MFM) kehitetään. Kolmikerroksisten magneettisten hiukkasten epäkollineaarisia tiloja tutkitaan MFM-menetelmällä. Menetelmiä nanorakenteiden magneettisen tilan muuttamiseksi magneettivoimamikroskoopin anturin avulla kehitetään . Parhaillaan on meneillään kokeellisia tutkimuksia tunnelin magnetoresistenssin vaikutuksista , topologisesta Hall- ilmiöstä ja muista kuljetusilmiöistä magneettisissa nanorakenteissa.

Ensimmäistä kertaa instituutissa on saatu keinotekoisia monikerroksisia magneettisia hiukkasia, joilla on ei-kollineaarinen magnetointijakauma , ja ristinmuotoisia hiukkasia, joilla on antipyörteinen magnetoitumisen jakauma. Mahdollisuus vaihtaa ristin muotoiset hiukkaset antipyörteiseen tilaan on osoitettu.
Useita uusia vaikutuksia on ennustettu järjestelmissä, joissa magnetointi ei ole samassa tasossa, kuten sähkövirran tasasuuntaaminen ja luonnollisen optisen aktiivisuuden ilmiö.

Teraherts-spektrometrian laitos

Laitoksen pääsuunta on THz-taajuusalueen ei-stationaarisen spektroskopian menetelmien kehittäminen: syntetisaattorien, CPSR-pohjaisten harmonisten generaattoreiden (quantum Semiconductor superlattices) kehittäminen, spektrometrien kehittäminen ali-THz- ja THz-taajuusalueille. Meneillään on analyyttisiä tutkimuksia erittäin puhtaiden aineiden epäpuhtauksien määrittämiseksi, kemiallisten prosessien seurantaa in situ in situ in hi-tech. Myrkyllisten aineiden pyörimisspektrejä tutkitaan, mikä mahdollistaa erityisesti haitallisten yhdisteiden havaitsemisen ilmakehässä. Non-invasiivista lääketieteellistä diagnostiikkaa, joka perustuu uloshengitysilman analysointiin, kehitetään ja kehitetään siirteiden elinkelpoisuutta pesunesteen analyysin avulla.

Tieteelliset koulut

IPM RAS:ssa on kaksi tieteellistä koulua:

"Fysiikan perustan luominen metastabiilien monikerroksisten ja nanoklusterikalvorakenteiden pinnoittamiselle, niiden ominaisuuksien tutkiminen"

Johtajat: akateemikko S. V. Gaponov , kirjeenvaihtaja. RAS, N. N. Salashchenko

"Piin optoelektroniikan kehittämisen tieteelliset perusongelmat ja puolijohteen nanorakenteita käyttävän terahertsialueen kehittäminen"

Johtaja: prof. Z. F. Krasilnik

Yhteisökeskus

Instituutilla on vuonna 2003 perustettu yhteiskäytön keskus (CCU) "Mikro- ja nanorakenteiden fysiikka ja teknologia". Laaja valikoima mikro- ja nanorakenteiden tutkimuksia röntgendiffraktiolla, analyyttinen elektronimikroskopia, pyyhkäisyanturimikroskopia, optinen, mikroaalto- ja röntgenspektroskopia, sekundäärinen ionimassaspektroskopia, puolijohteiden mikrorakenteiden sähköfysikaaliset tutkimukset, magneettisten ja suprajohtavien ominaisuuksien tutkimukset kalvojen ja nanorakenteiden optinen tarkkuusmittaukset.

Tieteellisen henkilöstön koulutus

IPM RAS: n ja Nizhny Novgorod State Universityn (NNSU) pohjalta on tiedekuntien välinen perusosasto "Nanorakenteiden ja nanoelektroniikan fysiikka". Yli 20 työntekijää opettaa UNN:ssa ja johtaa kolmea UNN:n osastoa. Instituutti suorittaa jatko-opintoja seuraavilla erikoisaloilla:

Kokeellisen fysiikan välineet ja menetelmät
Radiofysiikka
Kondensoituneen aineen fysiikka
Puolijohteiden fysiikka
Puolijohdeelektroniikka, radioelektroniset komponentit, kvanttiefekteihin perustuvat mikro- ja nanoelektroniikan laitteet
kvanttielektroniikka

Innovaatiotoiminta

Kaasuspektrometri terahertsialueella on kehitetty ja otettu käyttöön vapaasti vaimenevan polarisaation vaikutuksesta . Säteilylähde on harmoninen generaattori, joka on saatu käyttämällä kvanttipuolijohdesuperhiloihin perustuvaa taajuuskerrointa ja Gunn-generaattoriin perustuvaa taajuussyntetisaattoria , joka toimii taajuusalueella 87-117,5 GHz.

Toimintataajuusalue on 1–2,5 THz.
Taajuusasetusten tarkkuus $10^{{-9}}$
Instrumentaalinen viivanleveys < 10 kHz.
Herkkyys (l = 1 m, = 1 s) $T_{{\text{measurements}}}/N_{{\text{points}}}$ $5\kertaa 10^{{-10}}{\text{cm}}^{{-1}}$
Minimimittausaika $1\kertaa 10^{{-6}}{\text{s}}$

LLC Research and Production Enterprise Technological Electronic Optical Systems LLC (NPP TEOS) perustettiin vuonna 2005 ryhmä IPM RAS:n työntekijöiden toimesta markkinoidakseen kehitettyä automatisoitua järjestelmää lasinauhan paksuuden teknologiseen hallintaan, joka perustuu matalakoherenssiin interferometriaan. . Lasinvalmistusprosessin laadunvalvontaan ja teknisten prosessien seurantaan on luotu sarja laitteita, joita käytetään suoraan tuotannossa. Matalakoherenssin tandem-interferometrian periaatteiden pohjalta on kehitetty laitteisto läpinäkyvien esineiden optisen paksuuden erittäin tarkkaan kosketuksettomaan mittaukseen.

Ensimmäisen tyyppiset laitteet on suunniteltu valvomaan float-lasinauhan paksuutta sen muodostumisen kuumalla alueella (valmistaja LLC NPP TEOS). Venäjän federaation patenteilla suojattujen innovatiivisten periaatteiden käytön ansiosta laitteet ylittävät maailman analogit useimmissa tärkeimmissä teknisissä ja taloudellisissa ominaisuuksissa. Tähän mennessä Venäjällä, Kirgisiassa ja Valko-Venäjällä on käytössä 13 kompleksia lasitehtailla.

Toisen tyyppiset laitteet on suunniteltu erittäin tarkkaan lämpötilan valvontaan, läpinäkyvien substraattien paksuuden ja taivutuksen hallintaan kalvonanorakenteiden muodostuksen teknologisissa prosesseissa.

CJSC "X-Ray" perusti joukko IPM RAS:n työntekijöitä vuonna 1998 tavoitteenaan edistää monikerroksisia röntgenpeilejä ja niihin perustuvia röntgenoptisia järjestelmiä, jotka on suunniteltu röntgensäteiden kollimointiin ja fokusointiin. maailmalla ja kotimarkkinoilla. Röntgenplasmadiagnostiikka, röntgenfluoresenssialkuaineanalyysi, röntgenastronomia, mikroskopia ja nanolitografia.

Tällaisia järjestelmiä käytetään:

Monikerroksisen röntgenoptiikan elementtien valmistukseen on kehitetty tekniikka 0,05–100 nm:n aallonpituusalueelle: peilit, kollimaattorit, vapaasti riippuvat rakenteet röntgensäteiden suodattamiseen, polarisaatioon ja vaiheensiirtoon.
Diffraktioreferenssiaallon interferometriä on kehitetty ja menetelmiä ultrakorkean resoluution optisten järjestelmien optisten elementtien pintojen muodon ja aaltopoikkeamien tutkimiseksi ja korjaamiseksi subnanometrin tarkkuudella.

Säännöllisesti järjestetyt tieteelliset konferenssit

Symposium "Nanophysics and Nanoelectronics" Arkistoitu 3. maaliskuuta 2011 Wayback Machinessa

Merkittäviä yhteistyökumppaneita

Johtajat

Gaponov, Sergey Viktorovich - Venäjän tiedeakatemian akateemikko, instituutin perustaja ja sen johtaja vuosina 1993-2009
Krasililnik, Zakhary Fishelevich - Venäjän tiedeakatemian kirjeenvaihtaja , johtaja 2009-2015 ja 2016-2020
Gavrilenko, Vladimir Izyaslavovich - ohjaaja 2015-2016, näyttelijä. noin. johtajina 2020-2021
Novikov, Aleksei Vitalievitš – johtaja vuodesta 2021

Neuvostoliiton tiedeakatemian ja Venäjän tiedeakatemian jäsenet

Palkinnon voittajat

Chkhalo, Nikolai Ivanovich - A. G. Stoletov -palkinnon saaja

Katso myös

Linkit

IPM RAS:n virallinen verkkosivusto

Nižni Novgorodin tieteellinen keskus RAS
IAP RAS IPM RAS IHVV RAS IMC RAS IPM RAS

Fysikaalisten tieteiden laitos RAS
Tieteelliset järjestöt	GAO RAS INASAN IZMIRAN IKI RAS IK RAS IOF RAS IAA RAS IAP RAS IRE RAS ON ITF IHPP RAS IPM RAS ISSP RAS IPP RAS INR RAS KIPT KazSC RAS NTsVO RAS PNPI SAO RAS FTI ne. Ioff RAS FIAN
Yleisen fysiikan ja tähtitieteen osasto Ydinfysiikan osasto