Fyzika Hlavní město Praha SŠ LEKTOR STÁŽE: prof. Ing. Eduard Hulicius, CSc. INSTITUCE: Fyzikální ústav DOBA TRVÁNÍ: 12 měsíců POČET HODIN STÁŽE ZA MĚSÍC: 8 Příprava a měření nitridových polovodičových struktur ANOTACE: Technologie plynné epitaxe z organokovových sloučenin (MOVPE – z anglického Metal Organic Vapour Phase Epitaxy) patří do skupiny epitaxí z plynné fáze. Pro přípravu sloučeninových polovodičů (jako jsou GaAs, InAs, GaN, InGaN, AlGaN apod.) se využívají organokovové molekuly (např. Ga(CH3)3) a hydridy (NH3). Tyto prekurzory jsou v plynné fázi spolu s nosným plynem, kterým je obvykle vodík nebo dusík s čistotou lepší než 1 ppb (1 molekula nečistoty na 109 molekul nosného plynu), dodávány do reaktoru. V reaktoru poté dochází nad zahřátou podložkou (což bývá safír, křemík či GaN), k tepelnému rozkladu těchto prekursorů a atomy takto vzniklé tvoří na substrátu jednotlivé monokrystalické vrstvy materiálu, třeba i monoatomární. Touto metodou je možné připravit vysoce kvalitní a ultra-tenké polovodičové vrstvy s nízkou koncentrací defektů a nečistot. Je také možné připravovat složité struktury z různých materiálů, tzv. heterostruktury. Tyto struktury se využívají jako aktivní oblasti v mnoha již používaných součástkách jako jsou LED, laserové diody, vysokofrekvenční výkonné tranzistory (HEMTy), detektory a scintilátory, apod. Struktury připravené v naší laboratoři (https://www.fzu.cz/~movpe/index.html) se měří a studují na nejmodernějších přístrojích v řadě laboratoří ve FZÚ i jinde. Sledují se optické, elektrické a strukturní vlastnosti vrstev a struktur. Studenti se budou podílet na přípravě i studiu materiálů na bázi nitridu gallitého (GaN), které připravujeme pro reálné aplikace ve spolupráci s předními českými i mezinárodními firmami. Hlavní typ struktur bude v roce 2023 pravděpodobně AlGaN/GaN pro UV LED a pokud se podaří realizovat spolupráce s firmou Infineon tak struktury na bázi GaN pro HEMT (Tranzistory s vysokou pohyblivostí elektronů pro e-auta, FV konvertory a podobně). Studenti se budou podílet na epitaxním růstu struktur. Zúčastní se měření optických (hlavně fotoluminiscence, možná i elektroluminiscence, Ramanova spektroskopie), strukturních (elektronová i hrotová mikroskopie, možná i RTG difrakce) a elektrických (transport elektronů, Hallův jev) měření. Plánují se exkurse do firmy Crytur v Turnově a do brněnského výzkumného centra CEITEC v průběhu stáže. Problematika je populárním způsobem prezentována na https://www.youtube.com/watch?v=7yZAhn2hirM a https://www.youtube.com/watch?v=C-G0FTzermc POZNÁMKA: Studentům stačí solidní základy středoškolské fyziky, ostatní se naučí u nás. https://www.fzu.cz/~movpe/brana.html

V blízkosti povrchu např. zlata se mění vlastnosti molekul. Jejich signál v Ramanových spektrech je větší, což lze využít třeba k detekci nečistot v pitné vodě. Zlatá nanovlákna a Ramanova spektroskopie byla použita i k detekci chirálních molekul, tj. těch jejichž zrcadlové obrazy se mají jako pravá ruka k levé (viz. http://hanicka.uochb.cas.cz/~bour/pdf/212.pdf). V rámci stáže bychom se pro lepší pochopení těchto jevů pokusili modelovat spektra a strukturu modelových systémů pomocí výpočetních metod.

Úkolem této stáže je studium mezomorfních vlastností nových termotropních kapalných krystalů s tyčinkovitými molekulami, vytvářejícími vrstevnaté smektické fáze. Cílem studia je přispět k lepšímu porozumění vztahu mezi výskytem kapalně krystalické fáze a strukturou molekuly těchto pokročilých organických materiálů. Jako hlavní experimentální metody budeme využívat pozorování a interpretaci charakteristických textur jednotlivých fází v polarizovaném světle optického mikroskopu a určování teplot fázových přechodů metodou diferenční skenovací kalorimetrie.

Physical characterization of plasma sprayed NiTi samples will be performed by various techniques such as by examining surface features, and chemical composition analysis. The chemical composition of the samples will be evaluated at various depth levels on the multilayer structure. Thermal and mechanical analysis of the samples will be performed on the samples. The role of shape memory effect towards deformation recovery will be evaluated by indentation test. The hardness of the samples will be evaluated along the surface and cross-section regions. A comparison will be established by using the standard commercial NiTi samples.