Основные научные направления деятельности
- радиационно-стойкие фотоприемники для калориметрических детекторов эксперимента LHCb, ЦЕРН;
- технология и анализ приборных структур на основе широкозонных соединений;
- источники питания на основе преобразования ядерной энергии;
- детекторы ядерных частиц на основе высокочистых эпитаксиальных слоев алмаза;
- матричные детекторы ядерных частиц на основе кремния;
- оптоэлектронные приборы на основе перовскитных материалов;
- радиационная отбраковка и исследование радиационной стойкости полупроводниковых структур.
Кадровый потенциал
На кафедре работают: 4 профессора, 10 доцентов, 4 старших преподавателя, 1 ассистент, 9 сотрудников инженерно-технического состава, в том числе 4 доктора наук, 13 кандидатов наук.
В 2023 году выпускниками кафедры были защищены 29 выпускных квалификационных работ бакалавров, 13 магистерских диссертаций.
Значимые проекты
2023
2. Проект РНФ № 19-19-00409п «Исследование электрически активных точечных и протяженных дефектов в новом широкозонном полупроводнике α- и β-Ga 2 O 3 , гетероструктурах и мембранах на их основе» (объем финансирования 6,0 млн. руб., руководитель проф. Поляков А.Я.).
2022
- Проект «Исследование электрически активных точечных и протяженных дефектов в новом широкозонном полупроводнике альфа- и бета-Ga2O3, гетероструктурах и мембранах на их основе». Номер соглашения 19-19-00409-П«. Грант Российского научного фонда по приоритетным направлениям деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (руководитель проф. Поляков А.Я.).
- Проект «Новые радиационные явления в оксидах галлия и их применение в приборах», Номер соглашения 075-15-2022-1113. Грант в форме субсидий из федерального бюджета для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных организациях высшего образования, научных учреждениях и государственных научных центрах Российской Федерации. (ведущий ученый Кузнецов А.Ю.).
- Проект «Природа замедленной фотопроводимости в b-Ga2O3». Грант Российского научного фонда.
2022–2023 гг. - Проект «Прибор для измерения времени обратного восстановления в диодных структурах в микросекундном диапазоне». Грант молодым кандидатам наук.
2022–2023. (руководитель доц. Щемеров И.Я.). - Договор с АО «НИИП» на тему «Моделирование структуры, разработка топологии и тех-нологического маршрута изготовления полнофункционального монолитного матричного чувствительного элемента» (объем финансирования 15 млн. руб., руководитель доц. Леготин С.А.)
2020
- Проект «Широкозонные полупроводники и приборы на их основе», грант К2-2017-086 в рамках реализации Программы повышения конкурентоспособности НИТУ МИСИС среди ведущих мировых научно-образовательных центров (руководитель проф. Поляков А.Я.).
- Проект К2-2019-013 «Перспективные оптоэлектронные устройства на основе гибридных перовскитов» в рамках реализации Программы повышения конкурентоспособности НИТУ МИСИС среди ведущих мировых научно-образовательных центров (руководитель заведующий лабораторией Перспективной солнечной энергетики Альдо Ди Карло).
- Проект РНФ № 19—19—00409 «Исследование электрически активных точечных и протяженных дефектов в новом широкозонном полупроводнике α- и β-Ga2o3, гетероструктурах и мембранах на их основе» (руководитель проф. Поляков А.Я.).
- Участие в проекте в рамках 220 Постановления Правительства РФ «Широкоформатные полупрозрачные солнечные панели c использованием стабильных перовскитных архитектур» (руководитель заведующий лабораторией Перспективной солнечной энергетики Альдо Ди Карло).
- Участие в проекте «Разработка технологии и аппаратуры для получения сверхчистых монокристаллов алмаза CVD методом и процессов их легирования для использования в фотонике и в микроэлектронике в виде высокотемпературных полупроводников» в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
2014–2020 годы».
Важнейшие научно-технические достижения
2023
- Предложен механизм аномально высокой фоточувствительности в диодах Шоттки и фотосопротивлениях на основе плёнок β-Ga2O3, a-Ga2O3, k-Ga2O3.
- Изучены структурные и электрические свойства плёнок k-Ga2O3, выращенных методом HVPE с использованием техники эпитаксиального латерального заращивания (ELOG).
- Изготовлен макет солнечной батареи на основе перовскитных фотомодулей площадью 1600 см2.
- Разработаны и изготовлены выпрямляющие pin диоды и контакты Шоттки на монокристаллах MAPbBr3 с уровнем токов утечки порядка 100 нА.
2022
- Разработаны светоизлучающие диоды на основе нанопористой структуры GaN с увеличенной квантовой эффективностью;
- В рамках работы с CERN велись работы разработке детекторов частиц на основе монокристаллических перовскитов;
- Прототип высокоэффективного фотопреобразователя на основе галогенидных перовскитов для освещения с высокой ультрафиолетовой составляющей;
- Увеличена стабильность первоскитных солнечных элементов до 3500 ч.
Пористые структуры на основе GaN для светоизлучающих диодов | Схематичная конструкция солнечного элемента на основе перовскита CsFAPbI3 c MXenes-BCP слоем |
Общий объем финансирования научно-исследовательских работ (госбюджет, х/д)
Выполнены 2 проекта РНФ (7,5 млн. руб.), х/д (15 млн. руб.) и грант программы Приоритет 2030 (3,5 млн. руб.) на общую сумму 26 млн. рублей. Совместно с лабораторией перспективной солнечной энергетики выполнен проект в рамках 220 Постановления Правительства РФ, три проекта РНФ (14,5 млн. руб.) и грант программы Приоритет 2030 (11,5 млн. руб.). На базе кафедры в рамках 220 Постановления Правительства РФ (20 млн. руб.) создана лаборатория «Ультраширокозонных полупроводников», по программе Приоритет 2030 закуплено оборудование на 12 млн. руб.
- Количество публикаций: статей, индексируемых в базе данных Web of Science/Scopus − 62, из них 1 и 2 квартиля — 52;
- Количество зарегистрированных объектов интеллектуальной собственности − 4;
- Количество международных конференций, в которых приняли участие сотрудники кафедры − 9.
Обучающиеся кафедры Тюхова Мария Петровна; Леин Катерина; Ильичева Екатерина Александровна; Григорьева Екатерина Вячеславовна стали победителем конкурса УМНИК. Студенты бакалавриата Брусов Никита Денисович, Карявина Дарья Олеговна выиграли стипендию Президента РФ обучающимся по приоритетным направлениям. Студент магистратуры Краснов Андрей Андреевич выиграл в конкурсе МОН совместно с Фондом содействия инновациям «Студенческий стартап».
2020
- Разработана технология и изготовлены образцы детекторов тяжелых заряженных частиц и нейтронов (площадь 16 мм2) на основе CVD монокристаллических алмазов.
- В рамках работы с командой UT, CERN была разработана новая схема измерения влажности внутри радиационной зоны, проведены испытания на радиационную стойкость сенсоров влажности.
- Для плёнок b-Ga2O3, используемых в качестве солнечно-слепых фотоприёмников обнаружено сильное, более 20 раз, возрастание фототока в УФ области и наведённого тока РЭМ после нейтронного облучения, предложена модель, связывающая эффект с захватом дырок и электронов глубокими ловушками.
- Достигнута стабилизация работы СЭ CsFAPbI3 на максимальной мощности >2000 часов (КПД >18 %).
- Получены прототипы полупрозрачных перовскитных солнечных элементов (КПД >15 %) для тандемного использования и BIPV.
2019
- Исследовано влияние радиационных дефектов на характеристики приборных структур на основе Ga2O3.
- Выявлены закономерности влияния глубоких центров на характеристики зеленых светодиодов.
- Проведены испытания на радиационную стойкость сенсоров влажности, применяемых для детектора (UT-трекер) LHCb, Церн.
- Исследовано влияние двумерных материалов на характеристики перовскитных солнечных элементов.
- Изготовлены и исследованы детекторы тяжелых заряженных частиц и нейтронов на основе HPHT и
CVD-алмаза.
Подготовка специалистов высшей квалификации
В 2023 году на кафедре обучались 20 аспирантов. Выпускники аспирантуры Ерманова И.О. (Модификация поверхности NiOх тонких пленок и многоступенчатая кристаллизация фотоактивных слоев для высокоэффективных p-i-n перовскитных солнечных элементов ) и Кочкова А.И. (Исследование электрических характеристик и спектров глубоких центров в кристаллах и эпитаксиальных пленках β-Ga2O3) защитили кандидатские диссертации.
В 2022 году на кафедре обучались 20 аспирантов. Выпускники аспирантуры Савчук А., Гостищев П.А., Ле Тхай Шон, Шманин Е. защитили кандидатскии диссертации. Кроме того, в рамках совместной аспирантуры в университете Тор Вергата (Рим, Италия) Гостищев П.А. и Ерманова И.О. защитили диссертации на степень PhD.
Презентация «Научная деятельность кафедры ППЭиФПП» (2,3 МБ).