Laboratorium Krystalizacji

Tematyka badawcza

Laboratorium Krystalizacji (NL-3) koncentruje się na wzroście objętościowych kryształów GaN oraz azotkowych stopów trójskładnikowych, takich jak AlGaN, a także innych związków o znaczeniu technologicznym. Badania ukierunkowane są na fundamentalne zrozumienie mechanizmów wzrostu kryształów oraz procesów z nim związanych, w tym kontrolowanego domieszkowania.

Badania wzrostu kryształów prowadzone są z wykorzystaniem dwóch głównych metod: Halide Vapor Phase Epitaxy (HVPE) oraz technologii wysokich ciśnień (High Pressure, HP). Systemy wysokociśnieniowe w laboratorium umożliwiają pracę w ekstremalnych warunkach, osiągając jednocześnie ciśnienia do 2 GPa i temperatury do 1450°C. Parametry te stwarzają unikatowe możliwości badania krystalizacji w niestandardowych warunkach termodynamicznych. W tym zakresie możliwe jest systematyczne analizowanie zmian struktury krystalicznej, powstawania defektów oraz wynikających z nich właściwości fizycznych. Ponadto laboratorium rozwija epitaksjalne struktury półprzewodnikowe dla zastosowań w optoelektronice i elektronice z wykorzystaniem metody Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE).

Działalność laboratorium obejmuje również kontrolowane domieszkowanie oraz zaawansowaną charakteryzację materiałów, w tym mikroskopię optyczną w zakresie światła widzialnego i ultrafioletowego, dyfrakcję rentgenowską, foto-trawienie oraz trawienie selektywne defektów. Uzupełniające techniki ujawniania defektów stosowane są do identyfikacji dyslokacji i elektrycznie aktywnych niejednorodności w kryształach GaN i SiC, a nanostruktury GaN wytworzone metodą foto-trawienia mogą dodatkowo pełnić funkcję efektywnych platform SERS do detekcji śladowych ilości związków chemicznych.

Prowadzone badania integrują inżynierię materiałową, fizykę i chemię, rozwijając naukowe zrozumienie procesów wzrostu kryształów istotnych dla nowoczesnych technologii półprzewodnikowych opartych na azotkach.