​​Сотрудники кафедры квантовой электроники и фотоники РФФ ТГУ и Университета Лафборо (Великобритания) ведут совместные исследования по фундаментальной теме «Рост мультислоев GeSiSn/Si, квантовых точек и топологических изоляторов». Новые полупроводниковые материалы на основе кремния, содержащие германий, необходимы для создания быстродействующих транзисторов и фотоприемников. Проект Growth of GeSiSn/Si multilayers, quantum dots and topological insulators выполняется по гранту Лондонского королевского общества. 

Соруководители исследования – профессор кафедры квантовой электроники и фотоники радиофизического факультета ТГУ, доктор физ.-мат наук Александр Войцеховский и профессор Роджер Смит (Великобритания). В работе участвуют сотрудники кафедры квантовой электроники и фотоники и их британские коллеги из Университета Лафборо. Коллаборация между вузами началась около пятнадцати лет назад с обмена опытом и проведения совместных исследований в области физики наноструктур и методов создания новых перспективных материалов для электроники и фотоники. 

Университет Лафборо 

Полупроводниковые материалы на основе кремния с наноразмерными включениями германия уже давно находят широкое применение в электронике и оптоэлектронике. Эти материалы используются для создания фотодетекторов, солнечных элементов и светоизлучающих устройств. Более того, недавние исследования показали, что двумерные слои германия-кремния нанометровой толщины могут использоваться в качестве материала для увеличения быстродействия в современных транзисторах. 

– В настоящее время наиболее часто для изготовления качественных наноструктур применяют метод молекулярно-лучевой эпитаксии. В этом методе используется осаждение материалов в сверхвысоком вакууме, буквально по одному атому. В распоряжении ученых Томского государственного университета имеется установка молекулярно-лучевой эпитаксии «Катунь-100» (разработка Института физика полупроводников СО РАН), позволяющая выращивать нанометровые кремний-германиевые слои различного состава, – отмечают в лаборатории ТГУ. ​

В свою очередь, британские коллеги владеют уникальными методами мультимасштабного моделирования структуры и свойств подобных материалов и располагают необходимыми вычислительными ресурсами для проведения расчетов. 

Результаты кооперации позволят более детально исследовать физические свойства новых двумерных и нульмерных материалов на основе кремния и германия, определить оптимальные условия для их синтеза методом молекулярно-лучевой эпитаксии, а также предложить новые эффективные конструкции устройств на их основе. По результатам исследования опубликованы статьи в высокорейтинговых зарубежных журналах, в частности, "Molecular dynamics simulations of the growth of Ge on Si"; "Thickness-dependent surface energy and formation of epitaxial quantum dots". 

Исследование рассчитано на два года, финансирование проекта осуществляется за счет Лондонского королевского общества. Изучение полупроводниковых материалов IV группы для создания новых типов приборов поддержано и Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева. 

Это уже не первое исследование, выполняемое на кафедре квантовой электроники и фотоники по схожей тематике. В 2013-2015 гг. коллектив кафедры под руководством профессора Александра Войцеховского успешно реализовал крупный проект «Физические основы создания фотопреобразователей солнечной и тепловой энергии на основе наногетероструктур с встроенными многослойными оптическими элементами и с расширенной в ИК область спектральной характеристикой чувствительности». В настоящее время свои исследования в рамках проектов РФФИ «Разработка физических основ функционирования и создание гибридных органо-неорганических систем для фотопреобразователей и солнечных элементов видимого и инфракрасного диапазонов» и РНФ «Физико-технологические основы создания униполярных барьерных структур на основе МЛЭ n-HgCdTe для инфракрасных детекторов с пониженными темновыми токами» проводят научные сотрудники лаборатории наноэлектроники и нанофотоники Сергей Несмелов, Станислав Дзядух, Дмитрий Горн, Кирилл Лозовой, профессор кафедры Андрей Коханенко.

Источники

Ученые Томска и Британии моделируют свойства новых наноматериалов
Томский государственный университет (tsu.ru), 18/12/2020

Похожие новости

  • 10/12/2020

    Томские ученые модифицируют покрытия для имплантов с помощью ксенона

    ​​​Научная коллаборация Томского политехнического университета (ТПУ), Сибирского государственного медуниверситета (СибГМУ) и Балтийского федерального университета разработала технологию нанесения кальций-фосфатных покрытий на медицинские импланты в газовой среде; исследование показало, что использование ксенона делает покрытия более долговечными, сообщает 9 декабря пресс-служба ТПУ.
    552
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    574
  • 30/12/2020

    Ученые ТГУ и DESY создали первый в мире комптоновский микроскоп

    ​​Радиофизики ТГУ вместе с учеными из немецкого электрон-синхротронного центра DESY завершили разработку и тестирование первого в мире комптоновского микроскопа, позволяющего проводить исследования на субклеточном уровне, то есть изучать живые, функционирующие клетки без их препарирования.
    946
  • 26/11/2020

    Ученые ТПУ создадут устойчивые к водородным и радиационным повреждениям композиты

    ​Специалисты Томского политехнического университета разрабатывают научные основы создания композиционных материалов, устойчивых к водородным и радиационным повреждениям. Композиты предполагается создавать на основе наноразмерных металлических многослойных систем цирконий/ниобий (Zr\Nb).
    506
  • 24/02/2021

    Цитируемые учёные ТПУ: подземные воды Забайкалья, свойства Шлемника и донные осадки моря Лаптевых

    Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за январь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 90, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 6,479.
    256
  • 26/03/2021

    ТГУ представил на совещании «Аэронет» разработки для сверхлегких ракет

    В Томском государственном университете проходит рабочее совещание Национальной технологической инициативы «Аэронет», посвященное ракетным топливам для ракет-носителей сверхлегкого класса и уникальным материаловедческим решениям для космического машиностроения.
    465
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    878
  • 29/12/2020

    Дмитрий Седнев: «Наша школа играет роль интегратора»

    ​Директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев поделился результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказал о целях и задачах на будущий год.
    1013
  • 10/02/2021

    Учёные исследуют высокоэнтропийные сплавы – материалы нового класса

    Учёные и аспиранты кафедры естественнонаучных дисциплин СибГИУ (участник НОЦ «Кузбасс») в содружестве с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН, Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
    470
  • 04/03/2021

    О деятельности АлтГТУ

    Ректор Алтайского государственного технического университета Андрей Марков выступил с докладом о работе за 2020 год на расширенном заседании Ученого совета. В актовом зале вуза собрались сотрудники, профессорско-преподавательский коллектив, учащиеся вуза.
    283