Разработка базовых методов синтеза полупроводникового материала с промежуточной зоной на основе наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.12.3027
Организация
Томский государственный университет, НИ ТГУ, ТГУ
Руководитель работ
Войцеховский Александр Васильевич
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
2,2 млн
Разработка метода получения полупроводниковых наногетероструктур как материала с промежуточной зоной на основе плотного массива квантовых точек германия предельно малых значений в кремниевой матрице, объединенных квантовым транспортом носителей заряда, и экспериментально-теоретическое подтверждение особенностей его зонной диаграммы.
Соисполнители
Организация
ИФП СО РАН
Участники проекта
Зам. руководителя работ
Коханенко Андрей Павлович
Этапы проекта
1
25.08.2008 - 15.10.2008
В соответствии с техническим заданием и календарным планом работ на 1 этапе НИР
• Проведен анализ научно-технической литературы по созданию наногетероструктур, как материала с промежуточной зоной на основе плотного массива квантовых точек германия в кремнии.
• Показано преимущество фотопреобразователей на основе Ge-Si наногетероструктур, как материала с промежуточной зоной, по сравнению с существующими аналогами.
• Проведена оценка экономической эффективности от внедрения фотопреобразователей на основе Ge-Si наноструктур в системы преобразования солнечного света и теплового излучения в электричество.
• Разработан метод синтеза полупроводникового материала на основе наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии с плотностью 1011 – 1012 см2 и латеральными размерами до 10 нм.
• Отработан метод увеличения плотности и уменьшения разброса по размерам квантовых точек.
• Изготовлены образцы полупроводникового материала на основе наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии.
• Разработана общая методика проведения исследований свойств наногетероструктур Ge-Si.
• Проведены экспериментальные исследования оптических свойств наногетероструктур на основе квантовых точек германия в кремнии.
• Разработана физико-математическая модель формирования спектральных характеристик наногетероструктур Ge-Si, как материала с промежуточной зоной.
• Разработана методика проведения экспериментальных исследований электрофизических характеристик приборных структур на основе наногетероструктур Ge-Si с квантовыми точками.
• Проведен патентный поиск.
Созданная теоретическая модель формирования спектральных характеристик и проведенные экспериментальные исследования оптических свойст наногетероструктур подтвердили представление о них как полупроводниковом материале с промежуточной зоной, обеспечивающем поглощение на больших длинах волн, чем в кремнии, и более высокую эффективность преобразования солнечной и тепловой энергии.
Полученные результаты исследований наногетероструктур Ge-Si будут использованы на 2 этапе НИР для оптимизации метода синтеза полупроводникового материала на основе многослойных наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии, а также для расчета спектральных характеристик и экспериментальных исследований характеристик наногетероструктур на основе систем с квантовыми точками германия в кремнии
• Проведен анализ научно-технической литературы по созданию наногетероструктур, как материала с промежуточной зоной на основе плотного массива квантовых точек германия в кремнии.
• Показано преимущество фотопреобразователей на основе Ge-Si наногетероструктур, как материала с промежуточной зоной, по сравнению с существующими аналогами.
• Проведена оценка экономической эффективности от внедрения фотопреобразователей на основе Ge-Si наноструктур в системы преобразования солнечного света и теплового излучения в электричество.
• Разработан метод синтеза полупроводникового материала на основе наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии с плотностью 1011 – 1012 см2 и латеральными размерами до 10 нм.
• Отработан метод увеличения плотности и уменьшения разброса по размерам квантовых точек.
• Изготовлены образцы полупроводникового материала на основе наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии.
• Разработана общая методика проведения исследований свойств наногетероструктур Ge-Si.
• Проведены экспериментальные исследования оптических свойств наногетероструктур на основе квантовых точек германия в кремнии.
• Разработана физико-математическая модель формирования спектральных характеристик наногетероструктур Ge-Si, как материала с промежуточной зоной.
• Разработана методика проведения экспериментальных исследований электрофизических характеристик приборных структур на основе наногетероструктур Ge-Si с квантовыми точками.
• Проведен патентный поиск.
Созданная теоретическая модель формирования спектральных характеристик и проведенные экспериментальные исследования оптических свойст наногетероструктур подтвердили представление о них как полупроводниковом материале с промежуточной зоной, обеспечивающем поглощение на больших длинах волн, чем в кремнии, и более высокую эффективность преобразования солнечной и тепловой энергии.
Полученные результаты исследований наногетероструктур Ge-Si будут использованы на 2 этапе НИР для оптимизации метода синтеза полупроводникового материала на основе многослойных наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии, а также для расчета спектральных характеристик и экспериментальных исследований характеристик наногетероструктур на основе систем с квантовыми точками германия в кремнии
2
16.10.2008 - 31.12.2008
Проведена оптимизация метода синтеза полупроводникового материала на основе многослойных наногетероструктур с квантовыми точками германия в кремнии.
Изготовлены лабораторные образцы полупроводниковых наногетероструктур Ge-Si.
Рассчитаны спектральные характеристики наногетероструктур как материала с промежуточной зоной.
Разработаны методики проведения измерений характеристик Ge-Si наногетероструктур.
Проведены экспериментальные исследования характеристик наногетероструктур с промежуточной зоной на основе квантовых точек германия в кремнии.
Проведено сравнение расчетных и экспериментальных результатов исследований наногетероструктур.
Изготовлены лабораторные образцы полупроводниковых наногетероструктур Ge-Si.
Рассчитаны спектральные характеристики наногетероструктур как материала с промежуточной зоной.
Разработаны методики проведения измерений характеристик Ge-Si наногетероструктур.
Проведены экспериментальные исследования характеристик наногетероструктур с промежуточной зоной на основе квантовых точек германия в кремнии.
Проведено сравнение расчетных и экспериментальных результатов исследований наногетероструктур.
3
01.01.2009 - 15.06.2009
Изготовлены два лабораторных макета фотопреобразователей солнечного излучения. Откорректирована физико-математическая модель формирования спектральных характеристик фотопреобразователей на основе Ge-Si наноструктур.
4
16.06.2009 - 31.10.2009
Оптимизирована лабораторная технология управляемого синтеза полупроводниковых наногетероструктур на основе кремния с квантовыми точками германия нанометровых размеров. Проведены дополнительные экспериментальные исследования фотоэлектрических характеристик Ge-Si наногетероструктур.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
профинансировано
Полупроводниковые наногетероструктуры А3В5 для вертикально-излучающих лазеров ближнего ИК-диапазона.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 30 мес.
Бюджетные средства
43,5 млн
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
профинансировано
профинансировано
профинансировано
профинансировано