Лаборатория ЭПР-спектроскопии имени Ю.В. Горелкинского

Проведение научно-исследовательских работ в области материаловедения, радиационной физики материалов и аналитического приборостроения, использования аналитического оборудования.

Лаборатория ЭПР-спектроскопии им. Ю.В. Горелкинского ТОО «Физико-технический институт»  создана  приказом директора Института от 22.09.2008  № 56-п. после скоропостижной кончины выдающегося ученого, лауреата Государственной премии Республики Казахстан, специалиста в области ЭПР-спектроскопии Ю.В. Горелкинского.

Основные направления деятельности лаборатории: синтез и исследования наноструктурированных металлооксидных пленок и соединений кремния.

Основной целью создания ЛЭПРС является сохранение и развитие наследия научной школы выдающего ученого, лауреата Госпремии Республики Казахстан, специалиста в области ЭПР-спектроскопии Ю.В. Горелкинского; проведение научно-исследовательской и опытно-конструкторских работ по приоритетным направлениям научно-технологического развития.

Основные задачи ЛЭПРС состоят в следующем:

• реализация программ и проектов, в том числе фундаментальных, прикладных, инновационных исследований по приоритетным направлениям научного и технологического развития;
• подготовка высококвалифицированных кадров в области синтеза и исследования тонкопленочных оксидов металлов и карбида кремния;
• развитие международных научно-технических связей, расширение научно-технического сотрудничества с научными центрами и научными учреждениями Республики Казахстан, стран СНГ и зарубежных стран.
• повышение ответственности персонала за качество выполняемых НИР;
• обеспечение полноты и правильности проведения НИР;
• проводить коммерциализацию полученных результатов НИОКР.

Оборудование

 Установка плазмохимического осаждения из паровой фазы, модель AX5200-ECR, производитель Seiki Technotron Corp., Япония

Назначение: синтез полупроводниковых структур методами плазмохимического осаждения

Технические характеристики: рабочие вещества – метан, силан. Микроволновой СВЧ-генератор мощностью 1.5 кВт и частотой 2.54 ГГц. Максимальная температура столика 900°С. Диаметр подложки 5 дюймов. Фоновый вакуум 10^-3 Торр.

Установка плазмохимического осаждения

 Спектрометр электронного парамагнитного резонанса JES-FA200, производитель JEOL

Метод ЭПР даёт уникальную информацию о парамагнитных центрах. Выявление примесных ионов, изоморфно входящих в решётку от микровключений. Полная информация о данном ионе кристалле: валентность, координация, локальная симметрия, гибридизация электронов. Сколько и в какие структурные положения электронов входит, ориентирование осей кристаллического поля в месте расположения этого иона, полная характеристика кристаллического поля и детальные сведения о химической связи. Метод позволяет определить концентрацию парамагнитных центров в областях кристалла с разной структуройНазначение: исследование объемных образцов методами ЭПР спектроскопии.

Технические характеристики: измерение в диапазонах ~9.4 GHz (X – Band) и ~35 GHz (Q – Band), стабильность микроволновой частоты ~ 10^-6, диапазон выходной мощности от 200 мВт до 0,1 мкВт (63дБ), добротность (Q – фактор) 18 000.

Спектрометр электронного парамагнитного резонанса JES-FA200

 Камера PLD MBE и эксимерный УФ лазер coherent

Установка лазерной абляции – это установка для осуществления процесса быстрого плавления и испарения материала мишени под действием высокоэнергетического лазерного излучения, с последующим стехиометрическим переносом материала от мишени к подложке в вакууме и образованием на поверхности моно- и многослойных покрытий.

Назначение: напыление тонких пленок лазерной абляцией.

Особенности и возможности: напыление тонких пленок твердооксидных электролитов, полупроводников и ферроэлектриков при воздействии импульсным УФ лазером.

Технические характеристики:

Камера PLD MBE и эксимерный УФ лазер coherent

Сканирующий электронный микроскоп «JEOL» JSM-6490LA

Назначение: исследование микроструктуры различных материалов неорганического происхождения, топографический и качественный фазовый анализ поверхности.

Особенности и возможности: предназначенный для получения изображения поверхности объекта с высоким пространственным разрешением, также информации о составе, строении и некоторых других свойствах приповерхностных слоёв. Основан на принципе взаимодействия электронного пучка с исследуемым объектом. Смонтирован энерго-дисперсионный спектрометр (EDS), микроанализ широко применяемый для определения элементного состава образцов.

JSM-6490LA представляет собой высокопроизводительный сканирующий электронный микроскоп со встроенным энергодисперсионным рентгеновским анализатором (EDS), разработанным JEOL, который позволяет проводить бесшовные наблюдения и анализ EDS. Взлетный угол для JSM-6490LA составляет 35 °, с аналитическим рабочим расстоянием 10 мм.

Микроскоп имеет высокое разрешение 3,0 нм. Режим низкого вакуума (к которому можно получить щелчок мыши) позволяет наблюдать образцы, которые нельзя рассматривать в высоком вакууме из-за чрезмерного содержания воды или из-за непроводящей поверхности. Стандартные автоматические функции включают Auto Focus / Auto Stigmator, Auto Gun (насыщенность, смещение и выравнивание), а также автоматический контраст и яркость.

Электронный микроскоп «JEOL» JSM-6490LA

 Сорбтометр –М

Прибор СОРБТОМЕТР-М предназначен для определения величины общей удельной поверхности мезо- и макропористых веществ и материалов методом тепловой десорбции газа-адсорбата (аргона или азота) методом БЭТ.

Технические характеристики:

Рабочий объем ампулы адсорбера, не менее, см³     3,5

Диапазон измерения общей поверхности, м²  0,5...30

Диапазон измерения удельной поверхности, м²/г    0,3...2000

Диапазон температур термотренировки образца, °С        50...300

Габаритные размеры изделия не более, мм    240×220×380

Сорбтометр-М

Высокотемпературный пресс OXY-GON FR210-25Т

Используется для спекания керамических мишеней, изделий и порошков. Область применения установки горячего прессования:

• Отжиг;
• Горячее прессование;
• Закалка;
• Плавление;
• Спекание;
• Испытание на растяжение;
• Выращивание кристаллов.

Технические характеристики:

Давление   до 25 тонн; Область давления, мм Ø 60; Нагревательные элементы:  0,3...2000; Диапазон температур рабочей камеры, °С     500 °С ... 2000 °С; Нагревательные элементы   молибден, вольфрам, высокочистый графит; Давление в камере - газ 1,15 бар, - низкий или высокий вакуум 〖10〗^(-2) Торр до 〖10〗^(-6) Торр.

Высокотемпературный пресс

Установка для лазерного скрайбирования BXM-50

BXM-50 установка для лазерного скрайбирования, представляет собой установку с технологией оптоволоконного лазера. Используется для лазерной резки различных материалов.

Технические характеристики:

BXM-50 установка для лазерного скрайбирования

Рентгеновский дифрактометр «Буревестник» ДРОН-6

Предназначен для исследования структуры, текстуры и фазового состава моно- и поликристаллических образцов. Дифрактометр оснащен высокотемпературной и низкотемпературной вакуумными камерами для изучения фазовых переходов.

Технические характеристики:

Режимы работы автоматизирован и и Q-2Q, Q-Q, а также с фиксированной координатой. Диапазон углов гониометра: 0° - 360°, Диапазон углов для детектора: 10° - 230°; Размер подложки: 10 мм

Рентгеновский дифрактометр

Эллипсометр спектральный «ЭЛЛИПС-1891»

Спектральный эллипсометр предназначен для прецизионных измерений толщин тонких пленок, оптических параметров тонкопленочных структур и спектральных зависимостей оптических констант поверхностей различных материалов (металлов, полупроводников, диэлектриков и др.)

Технические характеристики:

Источник света галогенная лампа/опция- ксеноновая лампа высокого давления

Спектральный диапазон, нм  350 - 1000 nm/опция  250 – 1000; Время измерения на одной длине волны 1 мс; Полный спектр 8-20 сек.; Диаметр светового пучка 3 мм; Диапазон углов падения света, фиксировано  45, 50, 55, 60, 65, 70, 90 град.; Ручное перемещение 25 мм  по осям X.Y; Вертикальное перемещение 0-20 мм; Регулировка наклона плоскости предметов 2°; Воспроизводимость dψ=0.02°, dΔ= 0.05°.

Эллипсометр

Трубчатая (CVD) печь для химического осаждения из газовой фазы

Предназначен для химического осаждения из газовой фазы (CVD) - процесс, используемый для получения высокочистых твёрдых материалов. Процесс часто используется в индустрии полупроводников для создания тонких плёнок. Как правило, при процессе CVD подложка помещается в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию и/или разлагаясь, производят на поверхности подложки необходимое вещество.

Технические характеристики: Диаметр кварцевой трубы - 70 мм; Температура нагрева печи 1200 ⁰С; Трехзонная система нагрева, каждая зона      20 см; Возможность подачи до 3-х газов; Вакуум〖10〗^(-1)  мм рт.ст.

Трубчатая (CVD) печь

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ K. H. FREDERICK CO.

Используется для напыления пленок металлов (в том числе тугоплавких), сплавов, полупроводниковых соединений и диэлектриков с температурой плавления вплоть до 3500°С.

В электронно-лучевом испарителе в качестве анода выступает графитовый тигель с испаряемым материалом. При бомбардировке направленным пучком ускоренных при 6,8 кВ электронов происходит нагрев и испарение материала. Испаренный материал осаждается на подложке тонким слоем материала. Мониторинг толщины осажденного слоя проводится при помощи кварцевого измерителя толщины, контроль осаждения регулируется затвором.

Технические характеристики:

Вакуум 3х10-8 Торр.

Температура до 3500°С

Электронно-лучевой испаритель