Struktūra

Atgal

Fizikinių technologijų skyrius

dr.(hp) A. Šetkus

Skyriaus vadovas dr.(hp) Arūnas Šetkus 

tel. +370 5 2627934

 

 

Skyriaus tikslas yra kurti technologijas skirtas konstruoti autonomines integruotas jutiklių sistemas. Nagrinėjami fizikiniai reiškiniai paremti fotoefektu, termo-elektrovara, tiriamos medžiagų savybės ir jų kitimas esant išoriniam poveikiui, pvz. temperatūrai, slėgiui bei cheminiam poveikiui. 

Autonominės integruotos jutiklių sistemos brėžinys
Už atskiras sistemos dalis atsakingos skyriaus laboratorijos

Skyriuje atliekamų darbų taikymo sritys apima maitinimo šaltinius, šviestukus, lazerius, spinduliuotės emiterius, fotodetektorius, poveikio (slėgio, temperatūros, dujų, mechaninės jėgos) detektorius. Formuojamos įvairiomis savybėmis pasižyminčios metalų ir metalų oksidų dangos bei 2D medžiagos (grafenas ir MoS2) suderinamos su silicio technologija.

įranga

Dalis skyriaus turimos įrangos yra prieinama ne tik skyriaus darbuotojams, studentams ar stažuotojams, bet ir suinteresuotiems asmenims iš kitų institucijų ar verslo subjektų atviros prieigos centre „Prototipų formavimas ir integravimas“ http://pfi.ftmc.lt

Mikrobangų tyrimų įranga

Laboratorijoje yra įrengta 8,5 × 4,6 × 3,8 m matmenų aukštos kokybės beaidė kamera naudojama matavimams dažniuose nuo 800 MHz iki 20 GHz. Ši kamera dalinai atitinka IEC EN 61000-4-3 standarto reikalavimus elektromagnetinės emisijos tyrimams ir pilnai atitinka reikalavimus keliamus tyrinėjant elektroninių prietaisų atsparumą elektromagnetinei spinduliuotei. 

   

Laboratorijoje turimi didelės galios mikrobangų impulsų  šaltiniai leidžia generuoti iki 100 kW (iki 20 kV/m) galios impulsus 2.65 GHz, 5.7 GHz, 9.2 GHz ir 15 GHz dažniuose. Perderinamo dažnio mikrobangų impulsų stiprintuvai leidžia pasiekti ne mažesnius kaip 2 kW galios impulsus dažnių ruože nuo 1 GHz iki 18 GHz. 

   

Beaidėje kameroje galima atlikti įvairius funkcinių medžiagų ir dangų elektromagnetinių savybių: dielektrinės skvarbos, sugerties, ekranavimo efektyvumo tyrimus atviroje erdvėje.

 

 

 

   

Mikrobangų laboratorijoje eilę metų kuriami rezistoriniai jutikliai didelės galios mikrobangų impulsams  matuoti. Didelės galios mikrobangų impulso elektrinis laukas, patekęs į jutiklį, pakaitina elektronus dėl ko pasikeičia jutiklio varža. Išmatavus šį pokytį, yra nustatoma impulso, sklindančio bangolaidžiu galia. Naujos kartos rezistoriniai jutikliai yra sukurti H tipo bangolaidžiams, o jų darbinis dažnių diapazonas išplėstas daugiau nei du kartus.

   

Turėdami laboratorijoje komplektą didelės galios mikrobangų impulsų generatorių, perderinamus stiprintuvus, beatspindinę kamerą bei rezistorinius jutiklius mes galime atlikti mikrobangų elektrinio lauko įtakos įvairiems objektams tyrimus. Pagrindinis mūsų naudojamos metodikos privalumas yra tas, kad mes, žinodami mikrobangų galią paduodamą į spinduliuojančią anteną, galime ne tik apskaičiuoti elektrinio lauko stiprumą veikiantį tiriamą objektą, bet ir jį tiesiogiai išmatuoti, pasinaudojus priimančia ruporine antena ir prie jos prijungtu kitu rezistoriniu jutikliu. 

   

Mikrobangų laboratorijoje vykdoma ne tik eksperimentiniai tyrimai bet ir sprendžiami elektromagnetinių bangų sklaidos uždaviniai. Pasinaudojant baigtinių skirtumo laiko skalėje metodu yra atliekamas elektromagnetinių bangų sklidimo įvairiose terpėse ir jų sąveikos su įvairiais objektais kompiuterinis modeliavimas. Tokiu būdu galima modeliuoti mikrobangų ir terahercų elektronikos komponentų elektromagnetines savybes.

Dangų formavimas

Magnetroninio dulkinimo įrenginys Angstrom Engineering EvoVac
Skirtas plonų metalo oksidų sluoksnių ir metalinių kontaktų formavimui. Galimas paviršiaus valymas/ėsdinimas argono arba deguonies jonais. 

 
   

PECVD reaktorius SVCS
PECVD sistema, skirta grafeno, SiNx, SiO2, Al2O3, SiC sluoksnių nusodinimui, sudaryta iš dviejų krosnių - oksidinimo bei nitridizacijos, maksimali krosnyse pasiekiama temperatūra - 1000°C.

   

Terminis apdorojimas
Vamzdinė krosnis Nabertherm RS 120/1000/11 (nuotrauka)skirta silicio padėklų oksidavimui bei priemaišų difuzijai, taip pat MoS2 sluoksnių formavimui ant specialiai paruoštų padėklų. Krosnies darbo temperatūra iki 1100 0C, deguonies, sauso oro bei inertinių dujų aplinkoje. Džiovinimo krosnis BINDER FDL 115, skirta įvairių tirpiklių džiovinimui. Greito atkaitinimo sistema Unitemp RTP-100-HV, skirta greitam plonų sluoksnių atkaitinimui.

 

   

Cheminių procesų laboratorija
ISO7 švarumo klasės laboratorijoje yra traukos spintos, bei laminarinio srauto spintos, skirtos puslaidininkinių darinių paviršiaus paruošimui, sluoksnių centrifūginiam dengimui, bei cheminiam ėsdinimui.

 

 

Prietaisų prototipų formavimas

Lazerinė bešablonė litografija Heidelberg instruments DWL 66+
ISO5 švarumo klasės patalpoje esanti įranga skirta fotošablonų gamybai, bei vienpusei ir dvipusei litografijai su 600 nm skiriamąja geba.

 
   

Optinis mikroskopas
Mikroskopas didinantis iki 1600 kartų skirtas litografijos procesų kontrolei.

 
   

Sutapatinimo įrenginiai

Sutapatinimo įrenginiai Karl Suss MJB3 ir Kulicke-Soffa skirti vienpusei fotolitografijai su 1,5 µm eksponavimo skiriamąja geba.

 
   

Surinkimo ir raižymo įrenginiai
Padėklų raižytuvas OptoPhase mr200, skirtas puslaidininkių (Si, GaAs, GaSb, InP, GaP), stiklo ir kvarco padėklams raižyti. Surinkimo sistema TPT HB10 (nuotrauka), skirta Au ir Al vielučių ultragarsiniam privirinimui.

 Charakterizavimo įranga  

Elektrinių parametrų charakterizavimo sistema, Keithley 4200-SCS / Summit 11000
Keturių zondų modulinė sistema skirta matuoti votamperines (I-V), voltfaradines (C-V) ir impulsines voltamperines (pulsed I-V) charakteristikas. Matavimai gali būti atliekami kontroliuojamoje temperatūroje nuo kambario iki +350 0C.

 
   

Skenuojančio zondo mikroskopas Dimension 3100
Mikroskopas skirtas: 1) matuoti įvairių paviršių 3D topografiją ir nustatyti paviršiaus mechaninių, elektrinių bei magnetinių savybių pasiskirstymą nanometriniu tikslumu; 2) manipuliuoti nanoobjektais paviršiuje; 3) tirti lokalų elektrinio lauko ir/arba mechaninio spaudimo poveikį paviršiui; 4) atlikti įvairios prigimties jėgų (pvz. tarpmolekulinių ryšių) spektroskopiją. Matavimai atliekami ore arba skystyje kambario temperatūroje.

   

Saulės imitatorius Sciencetech SS1,6kW
Skirtas saulės elementų fotoelektrinių charakteristikų tyrimui AM1.5 spektro šviesoje.

 
   

Programinė įranga

SPIP 5.1.0 (Image Metrology)
Programinis paketas skirtas įvairių rūšių mikroskopijos duomenų analizei. Palaikomi dauguma AFM, SEM, optinių mikroskopų bylų formatai.

 
Vykdomi projektai
  • LMT projektas „Anglies elektronikos grandynas su integruotais lauko tranzistoriumi ir grafeno superkondensatoriumi detektorių moduliams“, vadovas G. Astromskas, (2016 m. – 2018 m.)
  • Projekte formuojamas anglies elektronikos grandynas susidedantis iš kompozitų gafeno pagrindu suformuoto superkondensatoriaus ir grafeno lauko tranzistoriaus, kuris sustiprins elektrocheminio jutiklio signalą. Tarpdisciplininis projektas apjungia 5 skirtingų sričių (cheminės sintezės, elktrochemijos, ultratrumpųjų impulsninių lazerių, puslaidininkių ir spektroskopinės analizės) tyrėjų darbo grupes, siekiančias pademonstruoti viename grandyne integruotą anglies elektronikos prietaisą.
  • 2015-2018 LMT projektas MIP-70/2015 „ Nanotunelių matricos su didelio ploto pn sandūra silicio fotovoltiniams elementams formavimas ir tyrimas". Projekto vadovas J.Višniakov
    Projektas skirtas fotovoltinių elementų tobulinimui. Jame siekiama silicyje suformuoti nanotunelių matricą su didelio ploto pn sandūra ir įvertinti geometrijos, elektrinių kontaktų, pasyvuojančių dangų įtaką fotovoltinio elemento efektyvumui.  
  • LMT mokslininkų grupių projektas „Aktyvių metamedžiagų tyrimas ir taikymas terahercinės spinduliuotės perjungimui ir moduliacijai“, vadovas Ž. Kancleris. 
  • NATO SCI-294 „Demonstration and Research of Effects of RF Directed Energy Weapons on Electronically Controlled Combustion Engines“, vadovas: R. Simniškis.
svarbiausios publikacijos
  1. G. Slekas, D. Seliuta, J. Devenson, A. Urbanovic, and Z. Kancleris, "Modulation of terahertz radiation using optical control of Fabry-Perot resonances," Electronics Letters, vol. 51, pp. 1908-U94, Nov 2015.
  2. P. Ragulis, R. Simniškis, and Ž. Kancleris, "Shift and elimination of microwave Fabry-Perot resonances in a dielectric covered with a thin metal layer," Journal of Applied Physics, vol. 117, p. 165302, 2015.
  3. P. Ragulis, A. Matulis, and Ž. Kancleris, "Fabry-Perot resonances in a symmetric three layer structure," Journal of Applied Physics, vol. 118, p. 125302, 2015.
  4. V. Bukauskas, S. Kaciulis, A. Mezzi, A. Mironas, G. Niaura, M. Rudzikas, I. Šimkienė, A. Šetkus, “Effect of substrate temperature on the arrangement of ultra-thin TiO2 films grown by a dc-magnetron sputtering deposition“, Thin solid films. vol. 585, p. 5, 2015.
  5. L. Minkevičius, V. Tamošiūnas, M. Kojelis, E. Žąsinas, V. Bukaukas, A. Šetkus, R. Butkutė, I. Kašalynas, G. Valušis, „Influence of Field Effects on the Performance of InGaAs-Based Terahertz Radiation Detectors“, Journal of Infrared, Milimeter and Terahertz Waves, vol. 38, p. 689-707, 2017