Научно-исследовательская лаборатория «Физикохимия и технологии микро- и наноразмерных систем»

 
Главные направления исследований:

Основной целью научно-исследовательской лаборатории «Физикохимия и технологии микро- и наноразмерных систем» являются проведение на высоком научно-техническом уровне исследований и выполнение разработок, направленных на:
- разработку высокоэффективных технологических процессов напыления диэлектрических, металлических, полимерных и полупроводниковых материалов, стимулированных лазерным излучением в вакууме, соответствующих современным требованиям качества, производительности, экономичности, технике безопасности и экологии;
- разработку физико-химических основ формирования тонких пленок с требуемыми и управляемыми физическими свойствами и изучение влияния условий осаждения, структуры и фазового состава пленки, природы подложки на физико-технические свойства тонкопленочных систем различного функционального назначения в области микро- и наноэлектроники;
- совершенствование и дальнейшее развитие методов ионно-лучевых, ионно-плазменных, корпускулярно-фотонных технологий с целью создания высокотехнологичных и конкурентно способных вакуумных установок указанного типа.

Задачами научно-исследовательской лаборатории «Физикохимия и технологии микро- и наноразмерных систем» в области научно-исследовательской деятельности являются: - исследование механизма и кинетики формирования тонкопленочных слоев различных материалов во всех процессах кристаллизации и изучение физико-химических особенностей роста пленок от образования зародышей новой фазы и их роста;
- изучение закономерностей воздействия импульсно-периодических ионно-лучевых и лазерных потоков на мишени различного состава и изучение теплофизических и оптических свойств формируемых покрытий;
- исследование процессов инициирования приповерхностной плазмы в парах металлов, полимеров, диэлектриков и полупроводников в среде рабочих газов и ее роль в процессе взаимодействия излучения с мишенями и формировании микро и наноразмерных систем;
- исследование процессов формирования высокоэффективных износостойких покрытий комбинированными методами ионно-плазменных, ионно-лучевых технологий в сочетании с высокоэнергетическими лазерными потоками;
- изучение влияния технологических режимов синтеза на процесс формирования износостойких, токопроводящих, защитных покрытий в области оптического приборостроения, микро- и наноэлектроники;
- разработка технологических процессов формирования функциональных покрытий, обработки поверхностных слоев в электрических разрядах, электромагнитным излучением;
- исследование прочностных и энергетических характеристик адгезии микро- и наноразмерных систем; поверхностные термохимические реакции; лучевая стойкость тонкопленочных систем, зависимость от фазового состава.

Перечень основных методик измерений:
- металлографические исследования структуры и состава тонкопленочных слоев различных материалов, микроструктуры, микротвердости, фазового состава материалов.
– исследования топологии поверхности пленочных систем методами сканирующей зондовой микроскопии;
- триботехнические испытания на износостойкость методами сухого трения;
- элементный изотопный анализ вещества методами количественного, полуколичественного анализа, изотопного разбавления веществ и методом изотопных отношений.

Перечень основных методик измерений:
- анализ изображений;
- методы сканирующей зондовой микроскопии;
- триботехнические методы испытаний;
- определение основных физико-механических свойств материалов стандартными методиками.
- определение элементного состава методами количественного, полуколичественного анализа, изотопного разбавления веществ и методом изотопных отношений.

Основное научное оборудование:
ГПОФИ «Полимерные материалы и технологии», ГКПИ «Наноматериалы и нанотехнологии», ГКПИ «Фотоника», ГПОФИ «Высокоэнергетические, ядерные и радиационные технологии», Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований «Синтез и исследование морфологии, свойств нанокомпозиционных полимерных покрытий, формируемых из активной газовой фазы», Комплексное задание Министерства образования РБ «Разработка плазмохимического метода синтеза градиентных нанокомпозиционных покрытий на основе полимеров и металлов, исследование их физико-механических свойств».

Вакуумная установка ВУ-1 А
Назначение: Установка предназначена для нанесения защитно-декоративных и упрочняющих покрытий из тугоплавких окислов, полупроводниковых материалов и металлов на изделия из стекла и металла электронно-лучевым и резистивными испарителями с возможностью плазменной очистки поверхности. Технические характеристики: Электронно-лучевой испарители с поворотом луча на 180° - 1 шт Резистивные испарители - 2 шт Рабочее давление в вакуумной камере - 10-4 Па Cкорость осаждения (не менее) 0.05 мкм/мин
Вакуумная установка ВУ-2 МП
Назначение: Установка предназначена для нанесения защитно-декоративных и упрочняющих покрытий на изделия из стекла, пластмассы и металла методом магнетронного распыления. Технические характеристики: Рабочее давление в вакуумной камере - 10-4 Па Магнетрон планарного типа - 1 шт Магнетрон аксиального типа - 1 шт Напряжение магнетрона регулируемое - 1000 В Максимальный ток разряда - 1 А Cкорость осаждения (не менее) - 0.1 мкм/мин
Вакуумная установка УВН-73-П-2
Назначение: Установка предназначена для получения тонких пленок в вакууме на подложках различной природы комбинированным методом. В установке реализованы преимущества метода лазерного напыления материалов и метода ионно-лучевого синтеза покрытий из тугоплавких окислов, полупроводниковых материалов и металлов. Технические характеристики: Ионно-лучевой источник «АИДА» - 1 шт Импульсный твердотельный лазер Г-Ои-16-1 на алюмоиттриевом гранате с непрерывной накачкой - 1 шт Твердотельный лазер ГОС-301 - 1 шт Рабочее давление в вакуумной камере - .10-4 Па Энергия ионов рабочего газа (аргона) - 70 – 400 эВ Cкорость осаждения (не менее) - 0.05 мкм/мин
ВУП-5
Назначение: Универсальный вакуумный пост для нанесения вакуумных покрытий из диэлектрических, полупроводниковых и металлических материалов на подложки из стекла, керамики и металла. Для испарения применяется электронно-лучевой и резистивный испарители с возможностью ионного травления поверхности. Технические характеристики: Электронно-лучевой испаритель (пушка Пирса) - 1 шт Максимальное ускоряющее напряжение - 12 кВ Резистивный испаритель - 1 шт Рабочее давление в вакуумной камере - 10-4 Па Cкорость осаждения (не менее) - 0.05 мкм/мин
Масс-спектрометр «Элан-9000»
Назначение: Предназначен для элементного изотопного анализа вещества. Позволяет применять методики количественного, полуколичественного анализа; изотопного разбавления вещества и метод изотопных отношений. Технические характеристики: Диапазон масс - 2–270 а.е.м. Динамический диапазон - 1·10^9
Микротрибометр ММТ
Назначение: Прибор для комплексных исследований триботехнических свойств упрочняющих покрытий. Позволяет производить испытания на износостойкость к циклическому истиранию, оценку адгезии и коэффициент трения покрытий в зависимости от числа циклов истирания. Технические характеристики: Чувствительность датчика перемещений - 0.1 мкм Схема испытаний - возвратно-поступательная Система контроля и управления - АЦП-ЦАП
Сканирующий зондовый микроскоп Solver P47 PRO
Назначение: Универсальный прибор для комплексных исследований различных объектов с высоким разрешением на воздухе, в жидкостях и контролируемой газовой атмосфере. Технические характеристики: Минимальный шаг сканирования - .0.0004 нм; 0.0011 нм; 0.006 нм Максимальная нагрузка при наноиндентировании - 100 мН. Система контроля и управления - СЗМ контроллер
Микроскоп «БИОЛАМ – М»
Назначение: Предназначен для наблюдения объектов при освещении их падающим светом в светлом и темном поле. Позволяет проводить металлографические исследования структуры и состава тонкопленочных слоев различных материалов, микроструктуры поверхности покрытий. Технические характеристики: Увеличение микроскопа: в отраженном свете - от 63 до 600 в проходящем свете - от 56 до 600
Микротвердомер ПМТ-3
Назначение: Предназначен для измерения микротвердости материалов, сплавов, стекла, керамики и минералов методом вдавливания в испытуемый материал алмазного наконечника Виккерса с квадратным основанием четырехгранной пирамиды. Технические характеристики: Диапазон нагрузки - Н от 0,0196 до 4,9 Диапазон нагрузки - КГС от 0,002 до 0,500 Увеличение микроскопа микротвердомера .130, 500, 800
Профилометр - профилограф М–170621
Назначение: Предназначен для измерения шероховатости поверхности и морфологических характеристик образцов различных покрытий. Технические характеристики: Диапазон измерений - от 0,02 до 10 мкм Чувствительность датчика смещений - 0,01 мкм
Лазерный комплекс L-2137U+HG-Fifth
Назначение: Экспериментальное оборудование позволяющее формировать функциональные нанокомпозиционные полимерные, металлические, керамические покрытия методом лазерного диспергирования в условиях плазменной обработки летучих продуктов. Технические характеристики: Режимы работы : свободная генерация, режим модулированной добротности; Длины волн лазерного излучения: L1=1,06 мкм, L2=0,532 мкм, L3=0,355 мкм, L4=0,266 мкм, L5=0,213 мкм; Максимальная энергия лазерного импульса: L1 – 790 мДж, L2 – 448 мДж, L3 – 222 мДж, L4 – 120 мДж; L5 – 21 мДж; Расходимость лазерного излучения - 0,8 мРад.