PLĀNO KĀRTIŅU LABORATORIJA ir izveidota 2017. gadā, lai paplašinātu institūta (LU CFI) darbību plāno kārtiņu zinātnes un tehnoloģiju jomā. Laboratorija sniedz plāno kārtiņu uzklāšanas servisu no plaša neorganisko materiālu klāsta, izmantojot dažādas uzklāšanas tehnikas un iekārtas – daudzfunkcionālo PVD R&D vakuuma klasteriekārtu SAF25/50, magnetronās izputināšanas iekārtu klasteri G500M, tai skaitā augstas jaudas impulsu magnetrono izputināšanu (HiPIMS), kā arī PLD, MOCVD un ALD. Iekārtas darbina augsti kvalificēts personāls, nodrošinot jaunu materiālu izgatavošanu pēc iekšējo projektu un ārējo klientu prasībām.
PKL laboratorija sadarbojas ar plašāko vakuuma tehnoloģijas industriju Baltijas valstīs: SIA SIDRABE VACUUM, SIA SCHAEFFLER BALTIC, SIA GROGLASS, AS ALFA. Pēdējos gados attīstītās plāno kārtiņu uzklāšanas tehnikas LU CFI tiek plaši izmantotas ES projektu ietvarā: H2020 CO2EXIDE, EUROFUSION, FP7 un ES Latvijas (ERAF) projektos, kā arī VBB kompetences centra pētījumos.
Grāds | Vārds Uzvārds | Amats | Kontaktinformācija |
---|---|---|---|
Dr.habil.phys. | Juris Purāns | Laboratorijas vadītājs un Vadošais pētnieks | Purans![]() 67251691 |
Ph.D. | Edgars Butanovs | Vadošais pētnieks | Edgars.Butanovs![]() 67187511 |
Dr.phys. | Lauris Dimitročenko | Vadošais pētnieks | Lauris.Dimitrocenko![]() 67187479 |
Dr.phys. | Boriss Poļakovs | Vadošais pētnieks | Boriss.Polakovs![]() 67187511 |
Dr.phys. | Mārtiņš Zubkins | Vadošais pētnieks | Martins.Zubkins![]() 67251691 |
Dr.phys. | Ilze Aulika | Vadošā pētniece | Ilze.Aulika![]() 25241686 |
Dr. Habil. Phys. | Smagul Karazhanov | Vadošais pētnieks un zinātniskais konsultants | Smagul.Karazhanov![]() |
Dr.chem. | Tamara Tsebriienko | Pētniece | Tamara.Tsebriienko![]() |
Dr. honoris causa | Jānis Jansons | Pētnieks | Janis.Jansons![]() 67187479 |
Dr.phys. | Andrejs Ogurcovs | Pētnieks | Andrejs.Ogurcovs![]() |
Mg. | Kārlis Kundziņš | Pētnieks | Karlis.Kundzins![]() 67187875 |
Dr. | Halil Arslan | Pētnieks | Halil.Arslan![]() 67251691 |
Mg.biol. | Viktors Vibornijs | Pētnieks | Viktors.Vibornijs![]() |
Mg. | Edvards Strods | Zinātniskais asistents | Edvards.Strods![]() |
Mg. | Luīze Dipāne | Zinātniskā asistente | Luize.Dipane![]() |
Jeļena Arhipova | Laborante | Jelena.Arhipova![]() | |
Dr.phys. | Vera Skvorcova | Laborante | Vera.Skvorcova![]() 67187473 |
Bc. | Emija Ļetko | Laborante | Emija.Letko![]() |
Dr. | Ēriks Dipāns | Laborants | Eriks.Dipans![]() |
Mg. | Aleksandrs Novikovs | Laborants | Aleksandrs.Novikovs![]() |
Liora Kotļara | Laborante | Liora.Kotlara![]() | |
Dr.phys. | Aleksandrs Sazonovs | Tehniskais speciālists | Aleksandrs.Sazonovs![]() |
Mg. | Mahtab Salari Mehr | Projekta atbalsta speciālists | Mahtab.Mehr![]() |
Mg. | Dmitrijs Ščegoļevs | Projekta atbalsta speciālists | Dmitrijs.Scegoļevs![]() |
Dr.biol., Bc.sc.soc. | Laura Žorža | Projekta atbalsta speciāliste | Laura.Zorza![]() |
Plāno kārtiņu laboratorija (PKL) ir izveidota 2017. gadā, lai paplašinātu institūta (LU CFI) darbību plāno kārtiņu zinātnes un tehnoloģiju jomā. Kārtiņu uzklāšanas tehnikas ietver iztvaicēšanu (termisko, e-kūļa un pulsējoša lāzera depozīciju) un magnetrono izputināšanu (DC, pulsed-DC, RF, HiPIMS). Vairākas uzklāšanas tehnikas ir integrētas daudzfunkcionālajā klasteriekārtā, kas attīstīta un izgatavota uzņēmumā SIA Sidrabe Vacuum. Tiek izmantotas arī vairākas atsevišķas magnetronās izputināšanas un iztvaicēšanas iekārtas.
PKL laboratorija aktīvi sadarbojas ar plašāko vakuuma tehnoloģijas industriju (SIA SIDRABE VACUUM., SIA SCHAEFFLER BALTIC, SIA GROGLASS, AS ALFA) Baltijas valstīs. Pēdējos gados attīstītās plāno kārtiņu uzklāšanas tehnikas LU CFI tiek plaši izmantotas EU FP6 (X-TIP) un FP7 (EUROFusion CfP-WP15-ENR-01/UL-01) projektu ietvarā, kā arī VBB kompetences centra pētījumos. Papildus standarta magnetronai izputināšanai augstas jaudas impulsu magnetronās izputināšanas (HiPIMS) procesi ir attīstīti LU CFI, izmantojot pulsējošu un augsti jonizētas plazmas avotu, lai uzklātu kārtiņas ar modificētām materiāla īpašībām.
Laboratorija sniedz plāno kārtiņu uzklāšanas servisu no plaša neorganisko materiālu klāsta, izmantojot dažādas uzklāšanas tehnikas un iekārtas – daudzfunkcionālo PVD R&D vakuuma klasteriekārtu SAF25/50, HiPIMS G500M, PLD, MOCVD un ALD. Iekārtas darbina augsti kvalificēts personāls, nodrošinot jaunu materiālu izgatavošanu pēc iekšējo projektu un ārējo klientu prasībām.
Daudzfunkcionālā R&D vakuuma klasteriekārta SAF25/50 (uzstādīta CFI tīrtelpās – ISO klase 7-8). Iekārta ir paredzēta pētniecībai un attīstības darbiem, kā arī priekšizpētei un akadēmiskam darbam plāno kārtiņu tehnoloģijas jomā. Iekārta ir daudzfunkcionāla, paplašināma, elastīga moduļu sistēma. Tā sastāv no ielādes/izlādes kameras ar jonu lielgabalu, centrālās kameras ar pamatnes pārneses manipulatoru starp 7 procesa kamerām un vakuumapstrādes skapja. Iekārta ir aprīkota ar DC, pulsed-DC, RF un HiPIMS magnetronu jaudas avotiem, e-kūļa lielgabalu, procesa kontroli, izmantojot Optisko Emisijas Spektroskopiju (OES), augsta spiediena kvadrupola gāzu analizatoriem un in-situ kārtiņu raksturošanu ar elipsometru. Divu HiPIMS avotu un divkanālu OES sistēmas ar augstu laika izšķirtspēju procesa kontrolei uzstādīšana šobrīd ir procesā. Izmantojot HiPIMS priekšrocības, būs iespējams attīstīt sarežģīta sastāva kārtiņu un/vai daudzslāņu struktūru uzklāšanas metodes.
PLD tiks uzstādīta un attīstīta tuvā nākotnē, lai izgatavotu plānās kārtiņas un heterostruktūras no dažādiem materiāliem ar sarežģītu stehiometriju. PLD nodrošinās “one-to-one” elementu pārnesi no mērķa uz pamatni, kas ir liela priekšrocība vairāku elementu struktūru uzklāšanā. Dažādas uzklāšanas atmosfēras sniedz iespēju variēt kārtiņu īpašības plašā diapazonā. Viens no plānotajiem PLD pielietojumiem ir nanovadu kodola-apvalka heterostruktūras, kur kodols ir monokristālisks pusvadītājs (piemēram, ZnS, ZnO vai GaN nanovads) un apvalks ir slāņains VdW materiāls piederošs pie TMDs materiālu grupas (piemēram, MoS2, WS2, ReS2, u.c.). Šāda tipa heterostruktūru materiāli ir perspektīvi plašam pielietojumu klāstam, sākot no sensoriem līdz fotokatalītiskai ūdens sadalīšanai. MOCVD reaktors AIXTRON (AIX-200RF) ir pieejams, lai sintezētu plānās kārtiņas, izmantojot metālus, šķidros metāla organiskos savienojumus, gāzveida nemetāla ķīmiskos hidrīdus un oksīda gāzes. Reaģentu plūsmu kontrole tiek nodrošināta, lietojot termostatus šķidrajiem metāla-organikas savienojumiem un nesējgāzu (N2, H2) plūsmas. Nemetālu ķīmisko hidrīdu gāzu plūsmas kontrole ietver gan nesējgāzes, gan prekursora plūsmas. Aprīkojums tiks renovēts, lai sintezētu klasiskās LED struktūras, kā arī Ga2O3, ZnO-MgO un III grupas nitrīdu 1D nanostruktūras. Ir iespēja leģēt materiālus, lai iegūtu n- vai p- vadītspēju. MOCVD aprīkojums tiek lietots, lai manipulētu ķīmiskos reaģentus, veidojot dažādas 1D, 2D un hibrīdu struktūras.
Aktīvie projekti:
Apvārsnis Eiropa
Drošāki un uzticamāki WBG/UWBG-materiālu MVDC jaudas pārveidotāji (SAFEPOWER) (2024-2028)
Viedie logi nulles enerģijas ēkām (2023-2027)
ERAF
Viedie logi ar jauktiem termohromiem un fotohromiem pārklājumiem un uzlabotu pretatstarošanas funkcionalitāti (SWITCH) (2025-2027)
LZP granti
Inovatīvas retzemju metālu oksihidrīdu plānās kārtiņas: jaunu lietojumu izpēte (2025-2027)
Jaunas plānās kārtiņas uz metāla hidrīda bāzes elektronikas un enerģētikas tehnoloģijām (2023-2026)
Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts
Eiropas Kosmosa aģentūras Latvijas nacionālā programma
Realizētie projekti:
Apvārsnis 2020
Etilēna oksīda CO2 – balstīta elektrosintēze - CO2EXIDE (2018-2021)
Apvārsnis 2020 - EUROfusion
COST starptautiskie projekti
Augsti jonizētas impulsa plazmas procesi (HIPP procesi) (2010-2013)
Eiropas komisijas ietvara programmas
EK 6. IP "X-TIP" Project (2004-2007)
ERAF
Viedie Metālu Oksīdu Nanopārklājumi un HIPIMS Tehnoloģijas (2019-2022)
Nanovadu fotodetektori (2020-2020)
Inovatīvi stiklu pārklājumi (2010-2013)
ERAF projekti (LIAA administrētie)
Daudzslāņu atstarojošas safīra pamatnes efektīvākām zilām-baltām LED (2020-2020)
Mikroapstrādātas silīcija pamatnes ASM, SEM un TEM nanomehāniskiem eksperimentiem (2018-2018)
ESF projekti
Inovatīvi materiāli caurspīdīgai elektronikai un fotonikai (2013-2015)
Nanomateriāli perspektīviem energoefektīviem risinājumiem (2009-2012)
Francijas–Latvijas sadarbības programma „OSMOZE”
Nanostrukturētie testa paraugi, kas paredzēti apvienota tuvā lauka mikroskopijai (2012-2013)
Strukturētas ftalocianīna kārtiņas sensoru lietojumiem (2012-2013)
LZP granti
Retzemju metālu oksi-hidrīdu plānās kārtiņas fotohromiem pielietojumiem (2020-2021)
Metālu hidrīdu rentgena absorbcijas pētījumi ekstrēma spiediena apstākļos (2018-2020)
Funkcionālo materiālu lokālās struktūras XAFS pētījumi ar femtometru precizitāti (2013-2016)
Struktūra nanooksīdu savienojumos un pašorganizācija stohastiskajās vidēs (2009-2012)
Valsts pētījumu programmas
Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts
Dr. phys. Boris Polyakov, one of the leading researchers of Thin Films Laboratory, was elected as a corresponding member of the Academy on November 21, 2024.
The Latvian Academy of Sciences has concluded the evaluation of applications submitted for the competition for the most significant scientific achievements in Latvia in 2024.
In the section “Theoretical Science – Fundamental Research” in the field of theoretical physics, the research “Tomorrow’s Energy: Unlocking the Potential of Graphene, Batteries, Superconductivity and Photocatalysis” has been nominated as the most significant achievement of the year, the authors of which are LAS Academician Roberts Eglītis, LAS Academician Juris Purāns, LAS Corresponding Member Anatolijs Popovs from the Institute of Solid State Physics of the University of Latvia and Dr. Ran Jia from Jilin University in China.
Latvijā:
- Sidrabe Vacuum SIA, www.sidrabe.com;
Zviedrijā:
- Uppsala University (UU), Uppsala (Prof. Lars Österlund, Prof. Claes-Göran Granqvist);
Itālijā:
- Fondazione Bruno Kessler, (FBK), Trento;
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – LABORATORI NAZIONALI DI FRASCATI , http://w3.lnf.infn.it/
Polyakov, B.; Kadiwala, K.; Butanovs, E.; Dipane, L.; Trausa, A.; Bocharov, D.; Vlassov, S. Synthesis of ZnS/Al2O3/TaSe2 Core/Shell Nanowires Using Thin Ta Metal Film Precursor. ChemEngineering 2024, 8, 25. https://doi.org/10.3390/chemengineering8010025
Butanovs E., Zubkins M., Strods E., Vibornijs V., Kadiwala K., Ignatane L., Polyakov B., Vlassov S., Purans J. Impact of temperature and film thickness on α- and β- phase formation in Ga2O3 thin films grown on a-plane sapphire substrate. Thin Solid Films. 2024. 803. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2024.140467.
Kadiwala, K.; Dipane, L.; Dipans, E.; Bundulis, A.; Zubkins, M.; Ogurcovs, A.; Gabrusenoks, J.; Bocharov, D.; Butanovs, E.; Polyakov, B. Synthesis and Investigation of ReSe2 Thin Films Obtained from Magnetron Sputtered Re and ReOx. Crystals 2024, 14, 690. https://doi.org/10.3390/cryst14080690
Zubkins M., Vibornijs V., Strods E., Butanovs E., Bikse L., Ottosson M., Hallén A., Gabrusenoks J., Purans J., Azens A. Deposition of Ga2O3 thin films by liquid metal target sputtering. Vacuum. 2023. 209. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111789.
Zubkins M., Vibornijs V., Strods E., Aulika I., Zajakina A., Sarakovskis A., Kundzins K., Korotkaja K., Rudevica Z., Letko E., Purans J. A stability study of transparent conducting WO3/Cu/WO3 coatings with antimicrobial properties. Surfaces and Interfaces. 2023. 41. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.103259.
Zubkins M., Strods E., Vibornijs V., Sarakovskis A., Nedzinskas R., Ignatans R., Butanovs E., Purans J., Azens A. Deposition and photoluminescence of zinc gallium oxide thin films with varied stoichiometry made by reactive magnetron co-sputtering. Journal of Alloys and Compounds. 2024. 976. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.173218.
Vibornijs, V.; Zubkins, M.; Strods, E.; Rudevica, Z.; Korotkaja, K.; Ogurcovs, A.; Kundzins, K.; Purans, J.; Zajakina, A. Analysis of Antibacterial and Antiviral Properties of ZnO and Cu Coatings Deposited by Magnetron Sputtering: Evaluation of Cell Viability and ROS Production. Coatings 2024, 14, 14. https://doi.org/10.3390/coatings14010014
Polyakov B., Novikovs A., Leimane M., Kadiwala K., Zubkins M., Butanovs E., Oras S., Damerchi E., Zadin V., Vlassov S. Comparison of the resistivities of nanostructured films made from silver, copper-silver and copper nanoparticle and nanowire suspensions. Thin Solid Films. 2023. 784. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2023.140087.
A photochromic double layer coating with enhanced contrast and darkening speed. E.Strods, M.Zubkins, J.Purāns. LVP2024000039. 2024.
An antimicrobial multilayer thin-film materials coating. V. Skvorcova, M. Zubkins, J. Purans, V. Vibornijs, E. Strods, I. Aulika. EP4421207A1. 2025.
An optical tactile and pressure sensor. I. Aulika, K. Kundzins. LVP2024000016. 2025.
A method for deposition of yttrium monoxide film and yttrium monoxide coating. Halil Arslan. EP4033003A1.
Ierīce vakuuma pārklājumu izgatavošanai. J. Purāns, A. Āzens , M. Zubkins. 2024. LV15606.
A method for high power impulse magnetron sputtering deposition of rhenium oxide thin films. Zubkins Mārtiņš; Poļakovs Boriss; Šarakovskis Anatolijs; Purāns Juris. LV15743A