Физика тонких пленок

Лаборатория физики тонких пленок

lab11

Одним из научных направлений ИФИТ РУДН является «Фотоника и оптоэлектроника». Фотоника является одной из самых инновационных отраслей современной науки и техники, центральными областями исследования которой являются волоконная и интегральная оптика, в том числе нелинейная оптика, физика и технология полупроводниковых соединений, полупроводниковые лазеры, оптоэлектронные устройства и устройства высокоскоростной передачи и обработки информации. Работы в этой области были начаты на кафедре радиофизики РУДН более 50 лет назад под руководством профессора Л. Н. Дерюгина и носили пионерский характер. Комплекс проведенных исследований, заложил основы нового направления науки и техники, названного за рубежом интегральной оптикой, дальнейшее развитие которой привело к созданию современной фотоники.
lab11 В настоящее время в лаборатории физики тонких пленок ИФИТ РУДН продолжаются работы в области создания базовых элементов фотоники на основе тонкопленочных оксидных структур и фотонных кристаллов, для устройств оптической связи и обработки информации нового поколения. Также проводятся исследования совместно с кафедрой физической и коллоидной химии направленные на создание тонкопленочных фотокатализаторов и газовых сенсоров. Основными научными проблемами являются:

  • Температурная стабилизация параметров устройств интегральной оптики.
  • Термооптические переключатели для волоконных линий связи.
  • Нелинейные взаимодействия в многослойных оптических структурах на основе оксидных пленок Ta2O5, SiO2, TiO2, ZnO, Al2O3.
  • Градиентные элементы интегральной оптики. Планарные линзы и разветвители.
  • Прозрачные проводящие покрытия.
  • Тонкопленочные сенсоры.
  • Оптические свойства фотонных кристаллов.
  • Фотокаталитическая активность композитных пленок, модифицированных различными элементами.

  • В лаборатории выполняются курсовые и выпускные работы студентов ИФИТ. Студенты старших курсов выступают на международных и российских научных конференциях, являются авторами научных публикаций.

    lab11

    Оборудование

    Лаборатория физики тонких пленок располагает парком технологического оборудования для нанесения тонкопленочных покрытий методами катодного, магнетронного, термического и ионно-лучевого напыления. Наряду с физическими методами нанесения активно разрабатывается новый гель-метод нанесения тонкопленочных покрытий.

    Установка вакуумная A550VZK Leybold Heraeus, Германия. Установка предназначена для нанесения пленок металлов и диэлектриков методом ВЧ реактивного катодного распыления. Обеспечивает предельный вакуум 10-6 мбар. Имеет 3 катода диаметром 200мм, что позволяет наносить пленки трех различных материалов в одном цикле.

    lab11


    Установка вакуумная EVA Alcatel, Франция. Установка для термического и магнетронного распыления. Система откачки построена на основе крионасоса, что позволяет обеспечивать предельный вакуум 10-8 мбар. Имеет 3 магнетрона диаметром 150 мм. Благодаря высокому предельному вакууму позволяет получать пленки химически активных металлов, в частности титана.

    lab11


    Установка вакуумная PP-601,Чехия. Установка для ионного травления металлов и диэлектриков. Позволяет осуществлять травление структур на металлических и диэлектрических подложках с помощью источника ионов ИИ-4-015. Также позволяет осуществлять термическое напыление металлов. Благодаря большому размеру рабочей камеры позволяет получать пленки с высокой степенью однородности в плоскости подложки.

    lab11


    Пост вакуумный универсальный ВУП-5.Универсальная вакуумная установка для нанесения тонких пленок металлов методом термического испарения. Обеспечивает предельный вакуум 10-5 мбар. Позволяет обрабатывать подложки диаметром до 100мм.

    lab11


    Эллипсометр ЛЭФ -3М. Измерение оптических констант многослойных структур.

    lab11


    Интерферометр МИИ-4. Измерения параметров шероховатости поверхностей, а также для измерения толщин пленок.

    Также научному коллективу доступно оборудование ЦКП (НОЦ) РУДН, необходимое для проведения измерения параметров тонкопленочных структур:

  • УФ/ВИД спектрофотометр Varian «Сагу-50».
  • УФ/ВИД спектрофотометр Varian «Сагу-100».
  • Растровый электронный микроскоп Jeol «JSM-6490LV».
  • Аналитико-технологический комплекс исследования наноструктур ИНТЕГРА Спектра.
  • Cканирующий нанотвердомер НаноCкан-3D для исследования морфологии поверхности тонких пленок.

  • Для измерения параметров тонкопленочных структур используются следующие методы:

  • Волноводно-оптический метод. Измерение показателей преломления и толщины тонких пленок, а также их температурных коэффициентов. Метод основан на связи коэффициентов замедления направляемых мод с параметрами волноводной структуры
  • Спектрофотометрический метод для измерения спектральных характеристик тонкопленочных структур.
  • Эллипсометрический метод.
  • Оптическая микроскопия.
  • Метод ван дер Пау и четырехзондовый метод для измерения электрических параметров пленок (проводимость, концентрация носителей заряда, холловская подвижность).
  • Рентгеноструктурный анализ.
  • Структурно-фазовый анализ.
  • Электронный парамагнитный резонанс для измерения концентрации парамагнитных центров в пленках оксида титана.
  • Атомно-силовая микроскопия.
  • Электронная микроскопия высокого разрешения.
  • Комментирование запрещено