Print Friendly, PDF & Email

Laboratorium
Technologii Materiałowych (MAT-LAB)

Epitaksja z użyciem wiązek molekularnych (MBE) oraz osadzanie związków metaloorganicznych z fazy gazowej (MOVPE) to techniki umożliwiające wytwarzanie warstw epitaksjalnych azotków do zastosowań w optoelektronice, elektronice i spintronice.

W systemach możliwe jest zarówno wytwarzanie jak i badanie optycznie i magnetycznie aktywnych materiałów na podłożach wielkości do 4”. Najwyższej klasy urządzenia do charakteryzacji in-situ zapewniają wysoką niezawodność procesów i powtarzalność otrzymanych parametrów warstw i struktur.

Laboratorium dysponuje szeroką gamą możliwości charakteryzacji próbek in-situ i ex-situ. Warstwy wyhodowane z użyciem MBE mogą być transferowane i analizowane w warunkach ultrawysokiej próżni (UHV). Charakteryzacja warstw odbywa się w komorze analitycznej połączonej z komorami MBE transferem próżniowym i może odbywać się bezpośrednio po wyhodowaniu warstw lub na próbce dostarczonej z zewnątrz poprzez śluzę załadowczą.

 

USŁUGI

  • Rozwój nowych materiałów i procesów wzrostu, dostarczanie różnych warstw lub heterostruktur dla nauki i przemysłu.
  • Wytwarzanie epitaksjalnych warstw azotków metodami MBE i MOVPE, do zastosowań optoelektronicznych, elektronicznych, aplikacji magnetycznych oraz badań podstawowych.
  • Produkcja i rozwój optycznie aktywnych i magnetycznych materiałów na podłożach do 4 cali.

 

METODY

  • MOVPE (MetalOrganic Vapor Phase Epitaxy) epitaksja z metalorganiki z fazy gazowej. System dedykowany do wzrostu półprzewodników grupy III-N.
  • MBE (Molecular Beam Epitaxy) epitaksja z wiązek molekularnych. System dedykowany do wzrostu półprzewodników grupy III-N: 2 komory wzrostu połączone próżniowo z komorą analitycznej.
  • XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) z rozdzielczością do 0.85eV lub intensywnościami do 25 mln zliczeń/s.
    • Możliwość użycia monochromatora, rozdzielczość do 0.6eV lub intensywność do 1.2 mln zliczeń/s.
    • Small-spot XPS – analiza z małego obszaru poniżej 70 μm.
    • Depth profile XPS : wytrawianie skupioną wiązką jonów, dziur o rozmiarach 150 μm do pomiarów głębokościowo rozdzielczych XPS.
  • UPS (UV Photoelectron Spectroscopy) spektroskopia photoelektronowa UV.
  • AES (Auger Electron Spectroscopy) spektroskopia elektronów Augera.
  • STM (Scanning Tunnel Microscopy) skaningowa mikroskopia tunelowa .
  • AFM (Atomic Force Microscopy) mikroskopia sił atomowych.

 

SPRZĘT

1. Cluster MBE / analiza
Unikalny system składający się z dwóch komór wzrostu podłączonych z komorą analityczną w warunkach ultra wysokiej próżni

MBE PRO-100 III-N

  • Dwukomorowy system MBE firmy Scienta Omicron. Wzrost azotków pierwiastków: Ga, Al, In, Mn, Cu, Fe, As, oraz domieszkowanie Mg, Si oraz C, możliwe na podłożach do 4 cali średnicy.
  • In-situ k–Space kSA 400 RHEED do oceny jakości krystalycznej w trakcie wzrostu.
  • System LayTec EpiCurveTT AR Blue do monitorowania temperatury, krzywizny i szybkości wzrostu w trakcie procesu.

Komora analityczna
Analiza właściwości i morfologii powiechrzni próbek hodowanych w komorach MBE in-situ (bez narażenia próbek na powietrze)

  • XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy): badanie składu chemicznego i wiązań chemicznych w obrębie powierzchni – możliwość mapowania większych obszarów próbki oraz prowadzenia pomiarów głębokościowo rozdzielczych.
  • UPS (UV Photoelectron Spectroscopy): badanie pracy wejścia elektronów oraz analiza struktury pasmowej, w szczególności poziomu fermiego dla domieszkowanych warstw.
  • STM / AFM (Scanning Tunnel Microscopy / Atomic Force Microscopy): obrazowanie powierzchni probek.

2. System epitaksji z metaloorganiki w fazie gazowej (MOVPE)

System firmy Aixtron wyposażony w reaktor prysznicowy (CCS reactor) 3×2” / 1×4” z możliwością przeskalowania procesu do produkcji na średnią skalę:

  • Reaktor wyposażony jest w system LayTec EpiCurveTT i trzy-strefową grzałkę.
  • Umożliwia wzrost warstw w temperaturze do 1200°C.
  • Dostępne standardowe źródła związków metaloorganicznych i gazów reakcyjnych: TMGa, TEGa, TMIn, TMAl, Cp2Mg, NH3 oraz SiH4. Specjalne źródła takie jak Cp2Fe, Cp2Mn i CBr4 mogą zostać użyte na życzenie.

3. System do pomiaru efektu Halla
Pomiary w funkcji temperatury od 4K do temperatury pokojowej, pole magnetyczne do 9T.
Dostawa i instalacja przewidziane na przełomie 2019 / 2020.

SPRZĘT

PRECYZYJNA DRUKARKA CYFROWA INK-JET
Precyzyjna drukarka cyfrowa ink-jet PiXDRO LP50 do drukowania materiałów organicznych oraz nieorganicznych

  • układ do optymalizacji procesu generacji kropel
  • kamera do szybkiego podglądu nadrukowanych struktur
  • wykorzystywane głowice: Fujifilm Dimatix Spectra SE, SM, SL; Konica Minolta KM512
  • zakres objętości generowanych kropel: 4-200 pl
  • rozmiary stołu roboczego: 210 x 310 mm
  • max temperatura stołu roboczego: 90 °C
  • dokładność pozycjonowania głowicy: 5 µm
  • minimalne rozmiary nadrukowanych kropel: ~50 µm

SYSTEM POŁĄCZONYCH KOMÓR RĘKAWICOWYCH
System dwóch komór rękawicowych połączonych śluzą do pracy w atmosferze ochronnej beztlenowej i suchej

  • zintegrowane urządzenie próżniowe firmy MBraun do nanoszenia cienkich warstw metalicznych i dielektrycznych za pomocą odparowania termicznego
  • programowalny powlekacz obrotowy

SYSTEM DO POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH
System do pomiaru charakterystyk prądowo-napięciowych ogniw fotowoltaicznych wraz z symulatorem promieniowania słonecznego klasy AAA

  • rozmiar oświetlonego obszaru: 80 x 80 mm
  • regulowane natężenie oświetlenia: max. 1000 W/m2

SYSTEM BENTHAM PVE300
System do pomiaru odpowiedzi spektralnej ogniw słonecznych Bentham PVE300

  • wielkość plamki pomiarowej 0,2-7 mm
  • zakres długości fali: 300-2500 nm
  • uchwyt na próbki: 20×20 cm z kontrolowaną temperaturą

URZĄDZENIA PLAZMOWE
do modyfikacji powierzchni firmy Diener electronic GmbH + Co. KG.

KOMORA UV

NASTOŁOWY SYSTEM
Nastołowy system do pomiarów transmisji i odbicia cienkich warstw

SUSZARKA PRÓŻNIOWA
SYSTEM DO POMIARÓW ELEKTROCHEMICZNYCH
System do pomiarów elektrochemicznych – wielokanałowy potencjostat/galwanostat/spektroskopia impedancyjna (BioLogic VMP3 i AUTOLAB)

  • max. do 16 niezależnych kanałów
  • zakres napięcia: [-20;0]V, [0;+20]V z rozdzielczością 5 μV
  • zakres prądu: 10 μA – 400 mA (rozszerzenie do 5 A) a rozdzielczością 760 pA
  • pomiary niskoprądowe: 4 zakresy 1 μA – 1 nA z rozdzielczością 76 fA
  • zakres częstotliwości: 10 µHz – 1 MHz

ZAUTOMATYZOWANY SYSTEM FISNAR F4200N
Zautomatyzowany system precyzyjnego dozowania materiałów średniej i wysokiej lepkości Fisnar F4200N

  • obszar roboczy XYZ (mm): 200 x 200 x 50
  • maksymalna prędkość XY/Z: 500/200 mm/s
  • powtarzalność: +/- 0,02 mm
  • rozdzielczość: 0,001 mm
  • pamięć: 100 programów, 50 000 kroków/program
  • połączenia zewnętrzne: USB/RS232

ZESTAWY DO WYTWARZANIA TUSZÓW
Zestawy do wytwarzania tuszów opartych o nanocząstki metaliczne oraz półprzewodnikowe przeznaczonych do druku cyfrowego za pomocą metod mokrej chemii

KOMORA STARZENIOWA
Komora starzeniowa SUNTEST CPS+ do przyśpieszonych badan degradacyjnych pod symulatorem światła słonecznego

  • lampa ksenonowa o mocy 1500 W chłodzona powietrzem
  • obszar roboczy: 560 cm2
  • zakres pomiaru i kontroli promieniowania: 300-800 nm
  • Kontrola temperatury w zakresie 45-100 °C

 

PUBLIKACJE

  • Czapka, T., Woś, A., Palewicz, M., Influence of non-thermal plasma on the properties of layer using for the protection of photovoltaic cells [Wpływ niskotemperaturowej plazmy na właściwości cienkich folii stosowanych do zabezpieczania ogniw fotowoltaicznych], Przeglad Elektrotechniczny 2018, 2018(10), 216-220.
  • Czapka, T., Mirkowska, A., Palewicz, M., Decolorization of methylene blue in aqueous medium using dielectric barrier discharge plasma reactor [Dekoloryzacja wodnego roztworu błękitu metylenowego z wykorzystaniem reaktora plazmowego z barierą dielektryczną], Przeglad Elektrotechniczny 2017, 93(8), 188-191.
  • Iwan, A., Palewicz, M., Tazbir, I., Boharewicz, B., Pietruszka, R., Filapek, M., Wojtkiewicz, J., Witkowski, B.S., Granek, F., Godlewski, M., Influence of ZnO:Al, MoO3 and PEDOT:PSS on efficiency in standard and inverted polymer solar cells based on polyazomethine and poly(3-hexylthiophene), Electrochimica Acta 2016, 191, 784-794.
  • Basta, M., Dusza, M., Palewicz, M., Nawrot, U., Granek, F., Method to analyze the ability of bulk heterojunctions of organic and hybrid solar cells to dissociate photogenerated excitons and collect free carriers, Journal of Applied Physics 2014, 115, 174504.
  • Chuchmała, A., Palewicz, M., Granek, F., Electrical and Degradation Performance of Modified PEDOT:PSS Thin Films, 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition 2014, 1558 – 1561.
  • Basta, M., Łuka, G., Nawrot, U., Palewicz, M., Godlewski, M., Granek, F., Optical Functions of Aluminum-Doped Zinc Oxide Layers Grown by Atomic Layer Deposition, 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition 2014, 112 – 115.

 

NUMERY ORCID

Print Friendly, PDF & Email
Autor: Bartosz Solarewicz, Opublikowano: 27.01.2020
SINGLE LABORATORIUM
plusfontminusfontreloadfont