Лаборатория роста кристаллов - Основные научные достижения

 

Разработан метод вертикальной направленной кристаллизации выращивания кристаллов полупроводников (на примере Ge:Ga и GaSb:Te), в котором реализованы тепловые условия роста кристаллов, позволяющие снизить на 2-3 порядка интенсивность термогравитационной конвекции и получать монокристаллы полупроводников с высокой микрооднородностью свойств.

Разработан метод температурно управляемой кристаллизации белков, позволяющий раздельно управлять как процессом зародышеобразования, так и процессом роста образовавшихся кристаллов.

С учетом результатов теоретических расчетов и физического моделирования влияния внешних возмущений, моделирующих факторы микрогравитации, изучены особенности процессов тепломассопереноса в расплавах/растворах полупроводниковых соединений (германия и антимонида галлия) и белков (на примере лизоцима) под воздействием рассматриваемых возмущений, а также изучены закономерности образования макро- и микронеоднородностей в рассматриваемых кристаллах при различных условиях тепломассопереноса в расплавах/растворах.

Сформулированы принципы проведения космических и наземных экспериментов для выращивания высокооднородных монокристаллов полупроводников и белков, на основании которых на спутниках серии "Фотон-М" № 3 и № 4 выполнены космические эксперименты по получению кристаллов полупроводников и белков. Полученные результаты легли в основу предложений по разработке установок для наземных и космических экспериментов по росту высокооднородных и совершенных монокристаллов полупроводников и белков.

Термофотоэлектрические преобразователи (ТФЭП), изготовленные на подложках из выращенных в условиях ослабленной термогравитационной конвекции кристаллов GaSb:Te имели более высокие показатели по сравнению с ТФЭП, изготовленными из кристаллов, выращенных в обычных условиях.

Выполнено расчетно-экспериментальное моделирование элементов конструкции активных виброзащитных устройств (АВЗУ) нового поколения по массогабаритным параметрам, уровню и спектральному составу внешних и внутренних шумов. Получены характеристики чувствительных узлов АВЗУ с верхней границей активного диапазона до 1-2 кГц. По результатам моделирования показано, что для расширения активного диапазона частот требуются наибольшие изменения конструкции несущей плиты, что связано с возбуждением в ней поперечных/изгибных мод колебаний в диапазоне 0,8-4 кГц. Показано, что единственная возможность подавления указанных собственных колебаний плиты связана с так называемым динамическим способом, для осуществления которого на плиту устанавливается группа акустических резонаторов, настроенных на частоты поперечных мод колебаний плиты. Созданы компьютерные модели акустических резонаторов, была исследована модель несущей плиты с установленной на ней группой резонаторов, результаты исследований положительные.

Предложена новая модель механизма генерации термоЭДС в SmS при нагреве, связанная с фазовым переходом, обусловленным двойникованием, что приводит к изменению зонной структуры материала и в дальнейшем к релаксации материала с последующей генерацией термоЭДС.

Разработаны эскизные конструкции тонкоплёночных ТЭГ. Изготовлены цветные фотошаблоны на исходные подложки из ситалла Ст50 размером 48х60х0,5 с маскирующим слоем Fe2O3 и отработаны режимы формирования металлизации первого и второго уровня, а также режим напыления защитной диэлектрической плёнки Si3N4 и технология вскрытия контактных окон к металлизации.

Установлена зависимость величины генерируемой термоЭДС при нагреве сульфида самария без создания градиенты температур от размера рабочего элемента. По мере уменьшения размера рабочего элемента наблюдается усиление эффекта генерации термоЭДС, таким образом подтверждена целесообразность создания микротермоэлектрических генераторов на основе сульфида самария.