Kontakt
Intranet
EN
Národné
| TECHAPHO – Ternárne chalkogenidové perovskity pre fotovoltaiku | |
| Ternary chalcogenide perovskites for photovoltaics | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | Ing. Chromik Štefan, DrSc. |
| Anotácia: | Cieľom navrhnutého projektu je príprava ternárnych chalkogenidov perovskitovej štruktúry a systematickácharakterizácia vzťahu medzi zložením, štruktúrou, optickými vlastnosťami, tepelnou a chemickou stabilitou s potenciálnym využitím vo fotovoltaike, príp. iných optoelektronických aplikáciách. Výsledkom bude pripravená skupina čistých ternárnych chalkogenidov vo forme kryštalických materiálov, tenkých filmov so známymi ako aj po prvýkrát pripravenými chemickými zloženiami a komplexná charakterizácia ich optických, elektronických vlastností, ako aj tepelnej a chemickej stability. Ternárne chalkogenidy budú takisto pripravené aj mokrou cestou do 350 °C v podobe nanokryštálov, ktoré budú charakterizované z hľadiska ich štruktúry a morfológie. Pripravený bude aj prototyp solárneho článku, ktorý doteraz nebol nikdy pripravený, po testoch výkonnosti bude prebiehať jeho optimalizácia. |
| Doba trvania: | 1.7.2024 – 30.6.2028 |
| PEROVCHIR – Vplyv aplikácie organických molekúl na vlastnosti perovskitovských tenkovrstvových štruktúr | |
| Effect of the application of organic molecules on the properties of perovskite thin-film structures | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | RNDr. Španková Marianna, PhD |
| Anotácia: | Za posledné roky sa nahromadilo dosť experimentálnych dôkazov, že adsorbované organické chirálne molekulymajú vplyv na supravodivé vlastnosti YBa2Cu3O7-x (YBCO) vrstiev. V niektorých prípadoch je možné pozorovať nárast ich kritickej teploty Tc. Na druhej strane sa ukazuje, že v prípade feromagnetických vrstiev (napr. kobaltu) aplikácia chirálnych molekúl môže viesť k zmene magnetizácii bez použitia elektrického prúdu. Dôležitú úlohu tu hrá spin, ktorý uvádza do systému ďalší stupeň voľnosti a dáva tak možnosť zariadeniam napríklad znížiť elektrickú spotrebu alebo navýšiť ich výpočtovú kapacitu. Spintronické zariadenia sa tak stali lákadlom v elektronike, avšak problémy spojené s ovládaním spinu sú obrovskou výzvou. Unikátnym spôsobom určitej manipulácie so spinom je efekt nazývaný chirálne indukovaná spinová selektivita (CISS), ktorý je výsledkom osobitnej štruktúry organických chirálnych molekúl. Projekt sa sústredí na prípravu a charakterizáciu jednoduchých heteroštruktúr a ich interakciu s chirálnymi polymérmi nanesenými na povrch vrstviev. Konkrétne sa jedná o vplyv chirálnej kyseliny mliečnej na perovskitovské tenké vrstvy, kde vybrané perovskity sú vysokoteplotný supravodič YBCO a feromagnet La1 – xSrxMnO3 (LSMO). |
| Doba trvania: | 1.7.2024 – 31.12.2027 |
| ROTOLES – Optimalizovaný rast a transportné a optické vlastnosti tenkých vrstiev vybraných topologických polokovov | |
| Optimised growth and the transport and optical properties of thin layers of selected topological semimetals | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | Dr. rer. nat. Hulman Martin |
| Anotácia: | Jedným zo zásadných výsledkoch kvantovej mechaniky v dvadsiatych rokoch 20. storočia bolo odvodenierelativistické rovníc pre hmotné fermióny (Dirac), nehmotné fermióny (Weyl) a fermióny ktoré sami sebe antičastice(Majorana). Od tých čias prebieha v časticovej fyzike pátranie po časticiach, ktoré by reprezentovali Weylove aMajoranove fermióny. Ich hľadanie však dodnes nebolo úspešné.V priebehu posledných dvadsiatich rokov sa ukázalo, že pásová štruktúra niektorých tuhých látok má tak špeciálnecharakteristiky, že nosiče náboja sa v nich môže správať podľa dynamiky spĺňajúcej Diracovu alebo Weylovurelativistickú rovnicu. Medzi takéto látky patria a materiály zo skupiny dichalkogenidov prechodových kovov, naktoré sa sústredíme v našom projekte.My budeme pracovať s veľmi tenkými vrstvami vybraných materiálov z tejto skupiny, ako sú PtSe2, MoTe2 aWTe2. Prvým krokom v implementácii projektu bude príprava takýchto vrstiev metódou chalkogenizácie tenkýchfilmov prechodových kovov. Tenké vrstvy budeme potom skúmať pomocou meraní ich transportných a optickýchvlastností. Teplotne závislé merania transportu nám môžu ukázať prechody medzi rôznymi štruktúrami toho istéhomateriálu. Očakávame, že sa bude dať pozorovať prechod kov-izolant v prípade, keď sa bude meniť hrúbkatakýchto tenkých vrstiev. Pri veľmi nízkych teplotách môžu niektoré z týchto materiálov prejsť do supravodivéhostavu. Tento stav sa pokúsime vyvolať aj proximitne, t.j. keď je tenká vrstva v kontakte s iným supravodičom.Optické merania budú korelované s transportnými meraniami. Z nich odvodíme dôležité optické charakteristiky,ako je napríklad frekvenčná závislosť optickej vodivosti. Vo frekvenčnej závislosti optickej vodivosti budeme hľadaťcharakteristiky teoreticky predpovedané pre Diracove a Weylove fermióny. |
| Doba trvania: | 1.7.2024 – 30.6.2027 |
| Kritické aspekty rastu polovodičových štruktúr pre novú generáciu III-N súčiastok | |
| Critical aspects of the growth for a new generation of III-N devices | |
| Program: | VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: | Ing. Kuzmík Ján, DrSc. |
| Anotácia: | Gálium nitrid (GaN) a jemu podobné zlúčeniny sú predmetom intenzívneho skúmania pre novú generáciuvysoko-frekvenčných tranzistorov, výkonovej elektroniky a post-CMOS logických obvodov. Flexibilita v tejtooblasti je daná miešateľnosťou GaN materiálu s In a Al, čím sa otvára široké spektrum polovodičov s možnosťounastavenia energetickej medzere od 0.65 eV do 6.2 eV a nespočetné kombinácie pre návrh hetero-štruktúr. Základom nášho projektu bude zvládnutie a štúdium epitaxného rastu unikátnych materiálovych konceptovtechnikou chemickej depozície z kovovo-organických pár. Predmetom výskumu budú i/tranzistory s N-polárnymInN kanálom, ii/ MOS kontakty na heteroštruktúrach s N-polaritou, iii/ tranzistory s dierovou vodivosťou, ako ajiv/vertikálne štruktúr na GaN substráte. Súčasťou projektu budú charakterizačné aktivity, predovšetkýmvyšetrovanie transportu elektrónov v N-polárnom InN, v MOS štruktúrach, 2-rozmerného dierového plynu ako ajprechodových javov v C-dotovaných vertikálnych tranzistoroch. |
| Doba trvania: | 1.1.2022 – 31.12.2025 |
| Moderné elektronické súčiastky na báze ultraširokopásmového polovodiča Ga2O3 pre budúce vysokonapäťové aplikácie | |
| Modern electronic devices based on ultrawide bandgap semiconducting Ga2O3 for future high-voltage applications | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | Ing. Gucmann Filip, PhD. |
| Anotácia: | Polovodičové súčiastky založené na širokopásmových polovodičoch predstavujú jednu z kľúčových technológií vo vývoji vysoko výkonových a vysoko frekvenčných systémov pre konverziu elektrickej energie a elekomunikácie vďaka vyšším dosahovaným prierazným elektrickým poliam, v niektorých prípadoch aj vyššej pohyblivosti elektrónov a možnosti tvoriť heteroštruktúry a 2D elektrónový plyn. GaN a SiC ako dva typické príklady profitujú aj z dostatočnej tepelnej vodivosti, čo ich súčiastkám umožňuje účinnejší odvod stratového tepla a zvýšenú spoľahlivosť. Významne etablujúcou sa skupinou materiálov sú tzv. ultraširokopásmové polovodiče (Eg>3.4eV, t.j. viac ako GaN a SiC), pretože umožňujú dosahovať značné vylepšenia parametrov elektronických súčiastok pre narábanie s vysokými napätiami a výkonmi. Veľmi sľubným a v súčasnosti podrobne študovaným polovodičom je oxid gália (Ga2O3) – očakávaný základný materiál pre usmerňujúce diódy so Schottkyho kontaktom a elektrickým poľom riadené tranzistory pre úroveň napätí v kV rozsahu. Vďačí za to pomerne jednoduchej syntéze, škálovateľnosti, dostupnosti prirodzených substrátov a širokému rozsahu dotácie n-typu. Hlavným cieľom predkladaného projektu je pokročilý materiálový výskum a vývoj technológie epitaxného rastu vrstiev α, β a ε fáz Ga2O3 a technologickej prípravy elektronických súčiastok z nich pre budúce vy soko napäťové (výkonové) aplikácie. Ga2O3 epitaxné vrstvy budú rastené chemickou depozíciou z pár organokovov ich vstrekovaných v tekutej fáze na zafírových, a pre vyššiu tepelnú vodivosť, aj SiC podložkách. Zameriame sa aj na prípravu unipolárnych Schottkyho diód, poľom riadených tranzistorov, ako aj PN diód kombinujúcich n-typ Ga2O3 a ďalší, prirodzene p-typ oxid (napr. NiO, In2O3, CuO2). Vykonáme hĺbkovú štruktúrnu, elektrickú, optickú a tepelnú charakterizáciu pripravených vrstiev a súčiastok, ktorej výsledkom bude množstvo originálnych výsledkov. |
| Doba trvania: | 1.7.2021 – 30.6.2025 |
| PEGANEL – p-GaN elektronika pre úsporu energie a post-CMOS obvody | |
| p-GaN electronics for energy savings and beyond-CMOS circuits | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | Ing. Kuzmík Ján, DrSc. |
| Anotácia: | III-N polovodiče sú pravdepodobne najuniverzálnejšou a najperspektívnejšou rodinou polovodičov, skladajúcej sa zumelých zliatin GaN, AlN a InN. V návrhu projektu popisujeme nové technologické postupy s dostatočnouvoľnosťou pre riešenie hlavných problémov III-N post-CMOS éry: prítomnosť parazitného n-kanála v tranzistorochspolu s p-kanálom, ako aj nízka koncentrácia a pohyblivosť dierového plynu. Podobne, hodláme demonštrovaťškálovateľné prahové napätie v obohacovacích p-dotovaných výkonových tranzistoroch, ktoré sú žiadanépriemyslom pre efektívne, energiu šetriace prevodníky. V týchto aspektoch naše laboratória už demonštrovali veľmisľubné výsledky, ktoré dokazujú kompetentnosť dosiahnúť vytýčené ciele. V prípade úspešného naplnenia,výsledky projektu budú predstavovať značný krok vpred nie len z medzinárodného hľadiska, ale budú aj v plnomsúlade s RIS3 SK (perspektívne oblasti špecializácie slovenskej ekonomiky), konkrétne v oblasti polovodičov pre emobilitu automobilového priemyslu ako aj v informačných a komunikačných vedách. |
| Doba trvania: | 1.7.2022 – 30.6.2025 |
| Vysokovýkonná zakrivená röntgenová optika pripravená pokročilou technológiou nanoobrábania | |
| High-performance curved X-ray optics prepared by advanced nanomachining technology | |
| Program: | VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: | Ing. Zápražný Zdenko, PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum a vývoj nových typov röntgenovej (rtg) optiky s vysoko presnými zakrivenýmiaktívnymi povrchmi. Povrchy budú pripravované inovatívnou technológiou nanoobrábania. Preskúmameaplikáciu technológie nanoobrábania na špeciálny prípad rtg optiky so zakrivenými povrchmi, ktorým jeparabolická refrakčná šošovka pracujúca v geometrii na prechod rtg žiarenia. Druhý špeciálny prípad, na ktorýsa zameriame, budú tenké kryštálové monochromátory s rôznymi hrúbkami v intervale 20-2000 mikrometrov.Takéto prvky je možné použiť napríklad ako deliče lúčov pre moderné rtg zdroje typu "X-ray free-electron laser",ohnuté kryštály v Johanssonovych monochromátoroch pre spektroskopické aplikácie alebo v časticovýchurýchľovačoch pre riadenie lúčov. Vyvinuté prvky zakrivenej rtg optiky budú testované v reálnych experimentochrtg metrológie a rtg zobrazovania s využitím laboratórnych alebo synchrotrónových rtg zdrojov a vysoko citlivýchpriamo konvertujúcich rtg detektorov Pilatus a Medipix. |
| Doba trvania: | 1.1.2021 – 31.12.2023 |
| TMD2DCOR – Metalické 2D dichalkogenidy prechodných kovov: príprava, štúdium vlastností a korelované stavy | |
| Fabrication, physics and correlated states in metallic 2D transition metal dichalcogenides | |
| Program: | APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: | Dr. rer. nat. Hulman Martin |
| Anotácia: | Objav grafénu v roku 2004 priniesol obrovský záujem vedcov pôsobiacich vo fyzike kondenzovaných látok ovýskum 2D materiálov. Aj keď tieto materiály majú dlhú históriu, ktorá sa začína už v dvadsiatych rokoch 20.storočia, v posledných rokoch došlo k zintenzívneniu výskumu týchto látok. Boli úspešne pripravené ultratenkévrstvy mnohých 2D materiálov so zaujímavými elektronickými vlastnosťami medzi ktoré určite patria silnokorelované elektronické stavy ako sú vlny nábojovej hustoty a supravodivosť. Jednou z najviac študovaných skupín2D materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). TMD sa skladajú z hexagonálnych vrstiev, v ktorýchsú atómy prechodných kovov vložené medzi dve vrstvy atómov chalkogénu s celkovou stochiometriou MX2.V tomto projekte sa sústredíme na tie materiály z TMD skupiny, ktoré vykazujú silne korelované elektronické stavy,a to konkrétne: NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 a PtSe2. Cieľom projektu je pripraviť ultratenké vrstvy (≤ 10 nm) akryštalické vzorky a dôkladne ich charakterizovať z hľadiska ich hrúbky, kryštalinity, homogenity, optických aelektronických vlastností. Osobitná pozornosť sa bude venovať stavom vĺn nábojovej hustoty a supravodivosti vtýchto materiáloch, a tomu, ako vlastnosti týchto korelovaných stavov závisia od hrúbky vzorky, dopovania,parametrov rastu samotnej vrstvy, a aj ako tieto korelované stavy reagujú na vonkajšie elektrické a magneticképolia.Vedecký program projektu tiež obsahuje prípravu heteroštruktúr vytvorených z týchto materiálov, ako aj nahybridné systémy kombinujúce TMD s inými materiálmi. Výskum zahŕňa aj podrobnú charakterizáciu heteroštruktúrza účelom optimalizácie parametrov rastu. |
| Doba trvania: | 1.7.2020 – 30.6.2023 |