Institut for Fysik af Mikrostrukturer RAS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 3. april 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Institut for Fysik af Mikrostrukturer RAS ( IPM RAS )

internationalt navn	Institut for Fysik af Mikrostrukturer RAS (IPM RAS)
Grundlagt	1993
Direktør	A.V. Novikov
Medarbejdere	~250
PhD	~20
Beliggenhed	Rusland ,Nizhny Novgorod
Juridisk adresse	GSP-105, Nizhny Novgorod, 603950, Rusland
Internet side	ipmras.ru

Institut for Fysik af Mikrostrukturer i Det Russiske Videnskabsakademi (IPM RAS) blev etableret i 1993 (resolution fra Præsidiet for Det Russiske Videnskabsakademi nr. 173 af 28. september 1993) på grundlag af Institut for Faststoffysik fra Institut for Anvendt Fysik ved Det Russiske Videnskabsakademi . S. V. Gaponov (korresponderende medlem af Det Russiske Videnskabsakademi siden 1994, akademiker siden 2008, siden 2009 rådgiver for Det Russiske Videnskabsakademi) blev den første direktør for instituttet . I 2009 blev IPM RAS ledet af professor Z. F. Krasilnik , i 2015 - af professor V. I. Gavrilenko , i 2016 - igen af Z. F. Krasililnik. I 2020 blev V. I. Gavrilenko igen fungerende direktør, og i 2021 blev A. V. Novikov leder af instituttet .

Siden 2016 har instituttet været en afdeling af Federal Research Center i IAP RAS .

IPM RAS er en del af Institut for Fysiske Videnskaber i Det Russiske Videnskabsakademi , siden 2009 - en del af Nizhny Novgorod Scientific Center i Det Russiske Videnskabsakademi (NSC RAS).

Instituttet udfører grundlæggende videnskabelig forskning inden for overfladefysik, faststof- nanostrukturer , superledning og flerlags røntgenoptik , samt teknologi og anvendelse af tynde film, overflade- og flerlagsstrukturer.

IPM RAS beskæftiger 275 medarbejdere, herunder mere end 140 forskere (21 læger og 73 videnskabskandidater, 8 statsprisvindere, 1 statspris fra Den Russiske Føderation for unge forskere).

Struktur

Instituttet består af 6 videnskabelige afdelinger og 8 tekniske, finansielle og økonomiske afdelinger. Instituttet omfatter et videnskabeligt og uddannelsesmæssigt center (REC), et Center for Kollektiv Brug (CKP) og en mock-up workshop.

Institut for Halvlederfysik

Afdelingens hovedaktiviteter er udvikling af siliciumoptoelektronik i nær - IR-området og udvikling af terahertz-området ved hjælp af halvledernanostrukturer . Metoder til molekylærstråleepitaxi af lysemitterende strukturer baseret på SiGe/Si og Si:Er/Si er under udvikling, mekanismerne for lysemission og absorption af disse strukturer i nær-IR-området og de fysiske principper for fotodetektorer, lysemitterende dioder , og lasere baseret på dem bliver undersøgt. Der arbejdes på at detektere og studere stimuleret stråling i millimeter- og submillimeterbølgelængdeområdet i hulgermanium.

Silicium terahertz lasere

Ved lave temperaturer (T ~ 4 K) blev stimuleret terahertz-stråling fra n-type siliciumenkeltkrystaller observeret på instituttet for første gang på grund af den omvendte population af exciterede tilstande af donorer under optisk pumpning. Disse undersøgelser er en fortsættelse af undersøgelser tildelt USSR State Prize inden for videnskab og teknologi.

Lasere med inversion

Effekten af stimuleret THz-stråling i n-Si under optisk resonansexcitation og fotoionisering er opnået. Laserstråling udvikles ved 2p-1s (T2) (Si:P, Si:Sb) eller 2p-1s (T2) (Si:As, Si:Bi) overgange.

Raman lasere

Effekten af stimuleret Raman (elektron) spredning i n-Si er opnået. Raman-skiftet bestemmes af energiforskellen mellem 1s(A1)- og 1s(E)-tilstandene.

Institut for Superlederfysik

Afdelingens forskning er fokuseret på at studere superledningsfysikken og magnetiske fænomener i massive og mesoskopiske superledere , magneter og deres hybrider (superleder-normalt metal, superleder-isolator og superleder-ferromagnet strukturer). Spørgsmål relateret til fysikken i hvirveltilstanden i superledere og superfluidvæsker , Josephson-systemer og generatorer baseret på dem undersøges. Spørgsmål relateret til chirale fænomener i optik , fysiske fundamenter og teknologiske anvendelser af fiberoptiske systemer studeres også.

Division of Multilayer X-Ray Optics

Teknologisk og eksperimentelt arbejde inden for røntgenoptik af flerlags tyndfilmstrukturer er fokuseret både på studiet af de grundlæggende egenskaber af tyndfilmstrukturer i røntgenområdet og på skabelsen af en base for røntgen- strålelitografi . Instituttet er en af verdens førende inden for røntgenoptik, dets resultater på dette område er bredt anerkendt af førende videnskabelige centre.

Institut for teknologi for nanostrukturer og enheder

Afdelingen studerer nye fysiske fænomener i halvleder-heterostrukturer og højtemperatur-superledere til videre anvendelse i mikro- og optoelektronik. Afdelingens hovedaktiviteter er udvikling af epitaksimetoder til halvlederheterostrukturer baseret på In, Ga, Al-As, N og superledende systemer baseret på YBaCuO. Afdelingen gennemfører også en detaljeret omfattende undersøgelse af sådanne systemers egenskaber og fremstilling af teststrukturer.

Institut for Magnetiske Nanostrukturer

Afdelingens hovedretninger er skabelsen af enkelt- og flerlags lateralt begrænsede magnetiske nanostrukturer af forskellige former, teorien om transportfænomener i magnetiske strukturer og eksperimentelle undersøgelser af magnetiske nanostrukturers transportegenskaber. Teoretiske studier er fokuseret på systemer med en ikke-koplanar fordeling af magnetisering. Teknikker til at studere de magnetiske tilstande af enkeltlags og flerlags magnetiske nanopartikler ved hjælp af et magnetisk kraftmikroskop (MFM) er under udvikling. Ikke-kollineære tilstande i trelags magnetiske partikler studeres ved hjælp af MFM-metoden. Metoder til at ændre den magnetiske tilstand af nanostrukturer med en sonde af et magnetisk kraftmikroskop er under udvikling . Eksperimentelle undersøgelser er i gang om virkningerne af tunneling af magnetoresistens , den topologiske Hall-effekt og andre transportfænomener i magnetiske nanostrukturer.

For første gang er der på instituttet opnået kunstige flerlags magnetiske partikler med en ikke-kollineær magnetiseringsfordeling , og der er skabt krydsformede partikler med en antivirvelfordeling af magnetisering. Muligheden for at skifte krydsformede partikler til antivortex-tilstanden er demonstreret.
En række nye effekter er blevet forudsagt i systemer med en ikke-koplanær fordeling af magnetisering, såsom ensretning af en elektrisk strøm og fænomenet naturlig optisk aktivitet.

Institut for Terahertz-spektrometri

Afdelingens hovedretning er udviklingen af metoder til ikke-stationær spektroskopi af THz-frekvensområdet: udvikling af synthesizere, harmoniske generatorer baseret på CPSR (kvantehalvledersupergitter), spektrometre til sub-THz og THz frekvensområder. Analytiske undersøgelser er i gang for at bestemme urenheder i stoffer med høj renhed, overvågning af kemiske processer in situ i hi-tech. Rotationsspektrene for giftige stoffer studeres, hvilket gør det muligt især at påvise skadelige forbindelser i atmosfæren. Ikke-invasiv medicinsk diagnostik baseret på analyse af udåndingsluft er under udvikling, og udvikling er i gang for at bestemme levedygtigheden af transplantationer ved hjælp af analysen af vaskevæsken.

Videnskabelige skoler

Der er to videnskabelige skoler på IPM RAS:

"Oprettelse af det fysiske grundlag for aflejring af metastabile flerlags- og nanocluster-filmstrukturer, studiet af deres egenskaber"

Ledere: akademiker S. V. Gaponov , tilsvarende medlem. RAS, N. N. Salashchenko

"Grundlæggende videnskabelige problemer med udviklingen af siliciumoptoelektronik og udviklingen af terahertz-området ved hjælp af halvledernanostrukturer"

Leder: prof. Z. F. Krasilnik

Community Center

Instituttet har et Center for Kollektiv Brug (CCU) "Fysik og teknologi for mikro- og nanostrukturer", etableret i 2003. En bred vifte af undersøgelser af mikro- og nanostrukturer ved røntgendiffraktion, analytisk elektronmikroskopi, scanningprobemikroskopi, optisk, mikrobølge- og røntgenspektroskopi, sekundær ionmassespektroskopi, elektrofysiske undersøgelser af halvledermikrostrukturer, undersøgelser af magnetiske og superledende egenskaber af film og nanostrukturer, optiske præcisionsmålinger.

Uddannelse af videnskabeligt personale

På grundlag af IPM RAS og Nizhny Novgorod State University (NNSU) er der en tværfakultet grundafdeling "Fysik af nanostrukturer og nanoelektronik". Mere end 20 medarbejdere underviser på UNN og leder 3 afdelinger af UNN. Instituttet har postgraduate studier inden for følgende specialer:

Instrumenter og metoder til eksperimentel fysik
Radiofysik
Fysik af kondenseret stof
Fysik af halvledere
Faststofelektronik, radioelektroniske komponenter, mikro- og nanoelektronikenheder baseret på kvanteeffekter
kvanteelektronik

Innovationsaktivitet

Et gasspektrometer i terahertz-området er blevet udviklet og implementeret , der virker på virkningen af frit henfaldende polarisering . Strålingskilden er en harmonisk generator opnået ved hjælp af en frekvensmultiplikator baseret på kvantehalvledersupergitter og en frekvenssynthesizer baseret på en Gunn-generator, der arbejder i frekvensområdet 87-117,5 GHz.

Driftsfrekvensområdet er 1–2,5 THz.
Frekvensindstillingsnøjagtighed $10^{{-9}}$
Instrumentel linjebredde < 10 kHz.
Følsomhed (l = 1 m, = 1 s) $T_{{\text{målinger}}}/N_{{\text{points}}}$ $5\gange 10^{{-10}}{\text{cm}}^{{-1}}$
Minimum måletid $1\gange 10^{{-6}}{\text{s}}$

LLC Research and Production Enterprise Technological Electronic Optical Systems LLC (NPP TEOS) blev etableret i 2005 af en gruppe ansatte i IPM RAS for at markedsføre det udviklede automatiserede system til teknologisk kontrol af tykkelsen af glastapen baseret på lavkohærens interferometri . En række enheder til kvalitetskontrol af glasfremstillingsprocessen og overvågning af teknologiske processer, som bruges direkte i produktionen, er blevet skabt. Baseret på principperne for lav-kohærens tandem-interferometri er der udviklet udstyr til højpræcision berøringsfri måling af den optiske tykkelse af transparente objekter.

Den første type enheder er designet til at overvåge tykkelsen af floatglastapen i den varme zone af dens dannelse (fremstillet af LLC NPP TEOS). Takket være brugen af innovative principper, der er beskyttet af patenter fra Den Russiske Føderation, overgår udstyret verdensanaloger i de fleste vigtige tekniske og økonomiske egenskaber. Til dato drives 13 komplekser på glasfabrikker i Rusland, Kirgisistan og Hviderusland.

Den anden type enheder er designet til højpræcisionstemperaturovervågning, kontrol af tykkelsen og bøjningen af gennemsigtige substrater i de teknologiske processer til dannelse af filmnanostrukturer.

CJSC "X-Ray" blev grundlagt af en gruppe ansatte i IPM RAS i 1998 med det formål at fremme flerlags røntgenspejle og røntgenoptiske systemer baseret på dem, designet til kollimering og fokusering af røntgenstråler, til verden og hjemmemarkederne. Røntgenplasmadiagnostik, røntgenfluorescerende elementaranalyse, røntgenastronomi, mikroskopi og nanolitografi.

Sådanne systemer bruges i:

Der er udviklet en teknologi til fremstilling af en lang række elementer af flerlags røntgenoptik til bølgelængdeområdet 0,05-100 nm: spejle, kollimatorer, frithængende strukturer til filtrering, polarisering og faseforskydning af røntgenstråling.
Der er udviklet et interferometer med en diffraktionsreferencebølge, og der er udviklet metoder til at studere og korrigere formen af overfladerne på optiske elementer og bølgeaberrationer i optiske systemer med ultrahøj opløsning med subnanometers nøjagtighed.

Regelmæssigt organiserede videnskabelige konferencer

Symposium "Nanophysics and Nanoelectronics" Arkiveret 3. marts 2011 på Wayback Machine

Bemærkelsesværdige samarbejdspartnere

Direktører

Gaponov, Sergey Viktorovich - Akademiker fra Det Russiske Videnskabsakademi , grundlægger af instituttet og dets direktør i 1993-2009
Krasililnik, Zakhary Fishelevich - korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi , direktør i 2009-2015 og i 2016-2020
Gavrilenko, Vladimir Izyaslavovich - instruktør i 2015-2016, skuespil. om. direktører i 2020-2021
Novikov, Alexey Vitalievich — Direktør siden 2021

Medlemmer af USSR Academy of Sciences og Russian Academy of Sciences

Prisvindere

Chkhalo, Nikolai Ivanovich - Vinder af A. G. Stoletov-prisen

Se også

Links

Officiel hjemmeside for IPM RAS

Nizhny Novgorod Scientific Center RAS
IAP RAS IPM RAS IHVV RAS IMC RAS IPM RAS

Institut for Fysiske Fag RAS
Videnskabelige organisationer	GAO RAS INASAN IZMIRAN IKI RAS IK RAS IOF RAS IAA RAS IAP RAS IRE RAS ER EN ITF IHPP RAS IPM RAS ISSP RAS IPP RAS INR RAS KIPT KazSC RAS NTsVO RAS PNPI SAO RAS FTI dem. Ioffe RAS FIAN
Afdeling for Almen Fysik og Astronomi Kernefysiksektionen