Projekta nosaukums: Nākamās paaudzes ultraplatzonas pusvadītāju plānu kārtiņu uzklāšana un diožu izgatavošana optoelektronikas un enerģijas ierīcēm
Pētniecības pieteikuma nr: 1.1.1.9/LZP/2/25/197
Projekta ilgums: 20.02.2026. - 19.02.2029.
Projekta vadītājs: Ph.D. Esme Isik
Kopējais finansējums: 184 667.60 EUR
Projekta mērķis:
Šī rūpnieciskā pētījuma projekta mērķis ir izveidot n-tipa rGeO2 plāno kārtiņu uzklāšanas tehnoloģiju un no šī materiāla izveidot Šotki barjeras un p-n heteropāreju diožu struktūras, sasniedzot TRL 3 (eksperimentāls tehnoloģijas koncepts).
Projekta kopsavilkums:
Ultraplatzonas pusvadītāju ieviešana enerģijas ierīcēs varētu ievērojami samazināt globālo enerģijas patēriņu, kā arī pavērt jaunus pielietojumus tālā ultravioletā starojuma optoelektroniskajās ierīcēs daudzās augsto tehnoloģiju nozarēs. Rutila germānija oksīds (rGeO2) nesen ir parādījies kā potenciāls bipolārs pusvadītājs, kas varētu pārvarēt daudzas fundamentālas un tehnoloģiskas problēmas, kas pastāv citos platzonas un ultraplatzonas materiālos. Šī rūpnieciskā pētījuma projekta mērķis ir izveidot n-tipa rGeO2 plāno kārtiņu uzklāšanas tehnoloģiju un no šī materiāla izveidot Šotki barjeras un p-n heteropāreju diožu struktūras, sasniedzot TRL 3 (eksperimentāls tehnoloģijas koncepts). Sagaidāmie rezultāti ietver jaunas zinātniskās zināšanas par GeO2 rutila fāzes stabilizāciju uz dažādām heteroepitaksiālām pamatnēm, jaunas tehnoloģiskās zināšanas par rGeO2 integrāciju ar dažādiem metāliem un p-tipa materiāliem heteropārejās, kā arī diodes struktūras demonstrāciju no šī materiāla ar tās pilnīgu elektrisku un fotoelektrisku raksturojumu. Projekts tiks īstenots Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā no 2026. gada 20. februāra līdz 2029. gada 19. februārim, un tā kopējais budžets būs 184 667,60 EUR.
PROJEKTA PROGRESS
Laika periods: 02.2026. – 08.2026.
Tika izstrādāta rGeO₂ plāno kārtiņu audzēšanas metodika, izmantojot impulsu lāzera uzputināšanas (PLD) metodi. Tīras un n-tipa piejaukumu rGeO₂ plānās kārtiņas tika uzklātas uz r-, m- un a-plaknes safīra pamatnēm, lai izpētītu pamatnes orientācijas ietekmi uz rutila fāzes veidošanos, kristālisko kvalitāti un kārtiņu morfoloģiju. Uzklāšanas parametri tika sistemātiski variēti, lai noteiktu reproducējamus audzēšanas apstākļus.
Iegūto plāno kārtiņu strukturālās, morfoloģiskās, ķīmiskās un optiskās īpašības tika pētītas, izmantojot rentgenstaru difrakciju (XRD), skenējošo un transmisijas elektronu mikroskopiju (SEM, TEM), atomspēku mikroskopiju (AFM), rentgenstaru fotoelektronu spektroskopiju (XPS) un spektroskopisko elipsometriju. Šie mērījumi ļauj analizēt saistību starp audzēšanas apstākļiem, pamatnes orientāciju, kārtiņu īpašībām un piejaukumu iebūvēšanos materiālā.
Tika uzsākta rGeO₂ Šotki barjeras diožu (SBD) izstrāde. Tika izstrādāti un sagatavoti ierīču masku dizaini, kā arī tīrtelpas apstākļos izgatavotas sākotnējās testa struktūras, lai izstrādātu litogrāfijas, metalizācijas un ierīču izgatavošanas tehnoloģisko procesu.