Ga2O3 un ZnMgO plāno kārtiņu izgatavošana un raksturošana pielietošanai ultraviolētā starojuma detektoros (2020.-2023.)

Projekta vadītājs Ramūnas Nedzinskas

Vienošanās Nr. 1.1.1.2/16/I/001

Pētniecības pieteikuma Nr. 1.1.1.2/VIAA/3/19/442

Platzonu pusvadītāju fotodetektori tālā ultraviolētā (UV) starojuma reģistrācijai tiek izmantoti daudziem pielietojumiem aizsardzībā, astronomijā, uguns detektēšanā, biomedicīnā, ķīmiskā zondēšanā, ūdens attīrīšanā un citās jomās. Esošā projekta mērķis ir pierādīt, ka perspektīvais platzonu pusvadītāju materiāls Ga2O3, kā arī jaunizveidotā pseidobinārā sistēma ZnO-MgO ir noderīgi pielietošanai UV sensoru jomā,  īpašu uzmanību veltot abu materiālu p-tipa dopēšanai. Tā kā beta-Ga2O3 aizliegtās zonas platums ir 4.6­­–4.9 eV, un jaunajam materiālam ZnO-MgO aizliegtā zona var būt maināma 3.3–7.8 eV diapazonā, abi materiāli ir perspektīvi UV pielietojumam, jo ir nejūtīgi pret saules redzamo gaismu. 

Šajā projektā tiks pētītas visperspektīvākie materiāli, kas ir jutīgi pret UV gaismu: beta-Ga2O3 un ZnMgO pusvadītāju plāno kārtiņu struktūras. Šie materiāli tiks izgatavoti Latvijā, pateicoties Taivānā izstrādātās tehnoloģijas pārnesei uz LU CFI tīrtelpām. Projekts paredz pieredzes apgūšanu un apmācību kā Latvijā, tā arī ārzemēs, aktivitāšu diapazonam aptverot pusvadītāju materiālu audzēšanas tehnoloģiju, to optisko un elektrisko raksturošanu, teorētisko modelēšanu, sensora ierīces prototipēšanu un izgatavošanu. Šī projekta īstenošana būs izdevīga Baltijas valstu sabiedrībai un ekonomikai, jo veicinās ieviest modernu tehnoloģiju un jaunas inženiersistēmas.

Projekts tiek īstenots Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā no 01.06.2020. līdz 31.05.2023. Projekta kopējās izmaksas ir 133'805,88 EUR.


Jaunumi par projektu

10.09.2020.

Pēcdoktorantūras (PD) programmas sākotnējais posms ir veltīts literatūras izpētei par beta-Ga2O3 (beta-GO) un ZnMgO (ZMO) platzonu materiāliem. Gallija oksīds pēcdoktorantam ir diezgan jauna tēma, šajā jomā tika veikts plašs literatūras pārskats. Pašlaik tiek gatavoti prezentācijas slaidi LU CFI semināram (semināra laiks attālināta darba dēļ tika pārcelts uz PD projekta 4.mēnesi). Zemas temperatūras fotoluminiscences un modulācijas spektroskopijas iekārta partneriestādē FTMC (Fizikas un tehnoloģijas centrs, Viļņa, Lietuva) tika pielāgots UV-A (315–400 nm), UV-B (280-315 nm) un UV-C (200-280 nm) spektrāliem rajoniem, kas atbilst pētāmo plāno kārtiņu beta-GO un ZMO optiskām īpašībām. Turklāt tiek apgūta UV-VIS-NIR spektroskopijas iekārta, kas atrodas FTMC. Šobrīd notiek intensīva magnetrona smidzināšanas iekārtas apgūšana Dr. Mārtiņa Zubkina vadībā LU CFI Plāno kārtiņu laboratorijā. Iegūtās plānās kārtiņas tiek raksturotas, izmantojot Rentgenaflurescences spektrometru LU CFI Spektroskopijas laboratorijā.