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.

Материалы, подготовленные к двадцатилетию института

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 технологии и физики полупроводниковых гетероструктур для фотоники (111)

Новиков Алексей Витальевич

Заведующий лабораторией, д.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−65

e-mail: anov@ipmras.ru

Андреев Борис Александрович

в.н.с., д.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−81

e-mail: boris@ipmras.ru

Вербус Валерий Альфонасович

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+229)

e-mail: verbus@ipmras.ru

Захаров Всеволод Евгеньевич

аспирант,

Калинников Михаил Анатольевич

аспирант,

Тел.: (831) 417−94−82 (+102)

e-mail: kalinnikov@ipmras.ru

Красильникова Людмила Владимировна

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82

e-mail: luda@ipmras.ru

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)

e-mail: elenamor@ipmras.ru

Перетокин Артем Викторович

аспирант, -

Тел.: (831) 417−94−82 (+273)

e-mail: aperetokin@ipmras.ru

Резник Александр Николаевич

в.н.с., д.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−97

e-mail: reznik@ipmras.ru

Степихова Маргарита Владимировна

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+273)

e-mail: mst@ipmras.ru

Турутин Константин Иванович

токарь 6 разряда,

Шалеев Михаил Владимирович

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 438−50−37 (+183)

e-mail: shaleev@ipmras.ru

Шенгуров Дмитрий Владимирович

вед. технолог, к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 438−50−37 (+101)

e-mail: shen@ipmras.ru

Шмагин Вячеслав Борисович

с.н.с.,

Тел.: (831) 417−94−81 (+230)

e-mail: shm@ipmras.ru

Шмырин Денис Александрович

инженер,

e-mail: shmyrinda@ipmras.ru

Юрасов Дмитрий Владимирович

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+102)

e-mail: inquisitor@ipmras.ru

Яблонский Артем Николаевич

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+261)

e-mail: yablonsk@ipmras.ru

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

e-mail: aleshkin@ipmras.ru

Антонов Александр Владимирович

н.с.,

Тел.: (831) 417−94−82 (+261)

e-mail: aav@ipmras.ru

Жолудев Максим Сергеевич

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+261)

e-mail: zholudev@ipmras.ru

Орлов Лев Константинович

в.н.с.,

Тел.: (831) 417−94−82 (+155)

e-mail: orlov@ipmras.ru

Курицын Дмитрий Игоревич

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+245)

e-mail: dk@ipmras.ru

Сергеев Сергей Михайлович

Вед. электроник,

Тел.: (831) 417−94−82 (+261)

e-mail: sj@ipmras.ru

Токман Марина Абрамовна

Вед. электроник,

Тел.: (831) 417−94−82 (+263)

e-mail: mtokman@ipmras.ru

Рудаков Артур Олегович

м.н.с.,

Тел.: (831) 417−94−82 (+234)

e-mail: rudackovartur@ipmras.ru

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

e-mail: shastin@ipmras.ru

Бекин Николай Александрович

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−79 (+260)

e-mail: nbekin@ipmras.ru

Жукавин Роман Хусейнович

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−79 (+260)

e-mail: zhur@ipmras.ru

Ковалевский Константин Андреевич

н.с.,

Тел.: (831) 417−94−79

e-mail: atan4@yandex.ru

Цыпленков Вениамин Владимирович

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−72

e-mail: Tsyplenkov1@yandex.ru

Орлова Екатерина Евгеньевна

н.с.,

Тел.: (831) 417−94−82 (+263)

e-mail: orlova@ipmras.ru

Лаборатория полупроводниковых источников излучения инфракрасного и терагерцового диапазонов (114)

Румянцев Владимир Владимирович

Заведующий лабораторией, к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+262)

e-mail: rumyantsev@ipmras.ru

Анфертьев Владимир Алексеевич

м.н.с.,

Тел.: (831) 417−94−87

e-mail: anfertev@ipmras.ru

Бушуйкин Павел Александрович

м.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−81 (+230)

e-mail: bushuikinp@ipmras.ru

Дубинов Александр Алексеевич

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+234)

e-mail: sanya@ipmras.ru

Козлов Дмитрий Владимирович

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 438−50−37 (+262)

e-mail: dvkoz@ipmras.ru

Кудрявцев Константин Евгеньевич

с.н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+261)

e-mail: konstantin@ipmras.ru

Мажукина Ксения Александровна

стажер-исследователь,

e-mail: mazhukina@ipmras.ru

Разова Анна Александровна

м.н.с.,

e-mail: annara@ipmras.ru

Уточкин Владимир Васильевич

м.н.с.,

Тел.: (831) 417−94−82 (+262)

e-mail: utvlvas@ipmras.ru

Фадеев Михаил Александрович

н.с., к.ф.-м.н.

Тел.: (831) 417−94−82 (+262)

e-mail: fadeev@ipmras.ru

Янцер Арина Андреевна

стажер-исследователь,

e-mail: yantser@ipmras.ru

Проекты, результаты

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^.Гц^1/2.Вт^-1 при рабочей температуре 77 К, диапазон чувствительности — 0.91 ÷ 1.57 мкм;
  • детектор InSb - обнаружительная способность D^* ≥ 4^.10¹¹ см^.Гц^1/2.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^.Гц^1/2.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