Biblioteka Czasopisma Webmail
 
 
 
 
 
 
   Informator o Instytucie 
   Wirtualny Spacer 
 
 
   Konwersatorium IF PAN 
   Popularyzacja fizyki 
   Seminaria 
   Konferencje 
 
 
   Projekt MagTop    
   POIG 1.1.2 - Projekt kluczowy    
   POIG - Projekty    
   Projekt EAgLE    
   Projekt Baltic TRAM    
   Udział Polski w ESRF 
   Fundusze strukturalne UE    
 
 
   Studium doktoranckie 
   Projekt ERASMUS 
 
 
   Acta Physica Polonica A 
 
 
   Oferta dla przemysłu 
   Zamówienia publiczne 
 
 
 
 
google
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ZARYS HISTORYCZNY
 
 
 


Instytut Fizyki 1953-2013

Wybrane dziedziny badań i osiągnięcia naukowe Instytutu
•  Półprzewodniki – z wąską przerwą, półmagnetyczne, spintronika
•  Fizyka Molekularna i Optyka
•  Magnetyzm i nadprzewodnictwo
•  Defekty w kryształach
•  Fizyka biologiczna




Wybrane dziedziny badań i osiągnięcia naukowe Instytutu

Defekty w kryształach

Pionierem badań defektów sieci krystalicznej był w Instytucie prof. J. Auleytner, który wraz ze swoim zespołem zapoczątkował badania niedoskonałości kryształów przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej a następnie mikroskopii elektronowej. Wczesne prace koncentrowały się głównie na charakteryzacji granic ziaren, dyslokacji i innych niejednorodności w kryształach półprzewodników elementarnych Ge i Si, i w związkach półprzewodnikowych. Następnie badano strukturę defektów w krzemie implantowanym (J. Appl. Phys. 95, 2331 (2004)) oraz poddanym bombardowaniu ciężkimi jonami (Phys. Status Solidi A, 114, 467 (1989)).

W okresie popularności tranzystorów bipolarnych kluczowym parametrem świadczącym o jakości materiałów półprzewodnikowych czas życia wstrzykiwanych nośników ładunku. Dyslokacje w kryształach okazały się bardzo wydajnymi centrami rekombinacji nośników, wpływając w ten sposób na osiągane czasy życia nośników. Szczegółowe badania procesów rekombinacji na dyslokacjach w Ge i Si zostały przeprowadzone przez T. Figielskiego i jego zespół (Solid State Electronics 21, 1403 (1978)). Rekombinacja na dyslokacjach jest bardzo specyficzna, gdyż szybkość wychwytu nośników zależy od liczby nośników już wychwyconych na linii dyslokacji. Ta cecha, charakterystyczna dla wszystkich defektów liniowych, prowadzi do kilku osobliwości w wielu zjawiskach nierównowagowych w półprzewodnikach; niektóre z nich są dziś wykorzystywane w metodzie pomiaru DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) by odróżnić defekty punktowe od liniowych (J. Appl. Phys. 65, 1566 (1989)).
Bogactwo zjawisk związanych z aktywatorami luminescencji i centrami rekombinacji niepromienistej zostało przebadane i opisane przez J.M. Langera, M. Godlewskiego, A. Suchockiego i ich współpracowników (Phys. Rev. B34, 8993 (1986), Appl. Phys. Lett. 56, 2192 (1990), Phys. Rev. B, 39, 7905 (1998)), przy wykorzystaniu wielu metod spektroskopowych, takich jak fotoluminescencja, elektronowy rezonans spinowy, spektroskopia w dalekiej podczerwieni z transformacją Fouriera, DLTS a także technika mieszania czterech fal. Szczególny wysiłek został podjęty w celu zbadania struktury elektronowej i własności optycznych jonów metali przejściowych w związkach półprzewodnikowych II-VI i III-V. Wykazano, że istnieje wiele wydajnych procesów rekombinacji niepromienistej w szerokoprzerwowych związkach II-VI domieszkowanych jonami Fe, Cr i Ni. J.M. Langer i jego austriacki kolega H. Heinrich poczynili istotną obserwację, że położenia poziomów energetycznych metali przejściowych mogą być wykorzystane do przewidywania przesunięcia pasm energetycznych w różnych heterozłączach półprzewodnikowych (Phys. Rev. Lett. 55, 1414 (1985)).

Naukowcy Instytutu Fizyki znacząco przyczynili się do zbadania problemu bistabilnych centrów domieszkowych w półprzewodnikach. Ta klasa centrów zawiera tak zwane centra DX w AlGaAs, pułapki EL2 w GaAs, a także domieszki donorowe - In i Ga - w silnie jonowym krystale CdF2. Wszystkie te centra posiadają, poza stanem podstawowym, stan metastabilny i oba te stany są oddzielone barierą energetyczną związaną z odziaływaniem z siecia krystaliczną. Pierwszego eksperymentalnego dowodu bistabilności centrów DX i bezpośredniego dowodu zlokalizowanego charakteru ich stanu podstawowego, który jest stanem dwuelektronowym (system o ujemnym U), dostarczyły badania przeprowadzone w Instytucie (Phys. Rev. B40, 9671 (1989), Phys. Rev. Lett. 68, 2508 (1992)). Centrami DX są atomy domieszek wprowadzone celowo jako centra donorowe a ich bistabilność wiąże się ze zmianą położenia tych domieszek w sieci krystalicznej z podstawieniowego na międzywęzłowe.

Identyfikacja pułapki EL2 w GaAs jako izolowanego jonu As na miejscu Ga (antypołożeniowy As) było możliwe w dużej mierze dzięki pracy T. Wosińskiego nad foto-wzbudzonym elektronowym rezonansem spinowym w plastycznie zdeformowanym GaAs (Phys. Status Solidi A, 60, K149 (1980), J. Appl. Phys. 53, 6140 (1982)). Następnie zademonstrowano, że przemieszczanie się dyslokacji stwarza korzystne warunki dla tworzenia antypołożeniowych defektów arsenu w półprzewodnikach III-V (Appl. Phys. A, 36, 217 (1985)).

Obszerne badania przeprowadzone na domieszkach indu i galu w CdF2 przez J.M. Langera i A. Suchockiego wykazały, że stan podstawowy tych donorów jest stanem dwuelektronowym, podobnie jak w przypadku centrum DX (Phys. Rev. B40, 9671 (1989)) oraz EL2 (Phys. Rev. Lett. 60, 2183 (1988)). Wykazano także, że CdF2 domieszkowane Ga jest obiecującym medium do zapisywania hologramów.

L. Dobaczewski i jego koledzy z Uniwersytetu w Manchesterze opracowali metodę spektroskopii DLTS opartą o transformatę Laplace'a (J. Appl. Phys. 96, 4689 (2004), która pozwala na osiągnięcie wyższej niż standardowa w spektroskopii DLTS rozdzielczości poziomów energetycznych defektów. W powiązaniu z ciśnieniem jednoosiowym metoda ta pozwala wyznaczyć symetrię defektu, a tym samym pomóc w jego identyfikacji. Między innymi, metoda ta została skutecznie wykorzystywana do badań defektów punktowych w półprzewodnikach (J. Appl. Phys. 78, 2468 (1995)).

Obecne zainteresowania naukowe w tej dziedzinie koncentrują się zwłaszcza na defektach w niskowymiarowych strukturach półprzewodnikowych (Phil. Mag. 83, 231 (2003)) i niedoskonałościach na interfejsach pomiędzy różnymi warstwami atomowych.





 
 
 
Adres:     al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
Tel.:   (+48 22) 843 70 01 NIP:  525-000-92-75
Fax.:  (+48 22) 843 09 26 REGON:  000326061