Vékonyréteg-fizika

Home Kutatás Vékonyréteg-fizika

Vékonyréteg-fizika Laboratórium

Laborvezető: Dr. Balázsi Katalin

A laboratórium a vékonyrétegek és a kerámia fejlesztésének több egymáshoz szervesen kapcsolódó területén végez kutatást. Az évtizedes múlttal rendelkező kutatásaik tapasztalatait főként a polikristályos rétegek szerkezetének vizsgálatában, a modern nanokompozit bevonatok vagy újszerű félvezető rétegek esetében hasznosítják. Fenti kutatási területeik kiegészültek a korszerű műszaki kerámiák, biokerámiák és kerámia nanoszemcsékkel adalékolt ausztenites acél kompozit fejlesztésével, portechnológiai módszerekkel. Egyik fő erősségük hazai és nemzetközi szinten is a transzmissziós elektronmikroszkópia, mely segítségével meghatározzák a szerkezet hatását az előállított/növesztett anyag különféle tulajdonságaira. Elektron diffrakción alapuló metodikai fejlesztések is segítik és alátámasztják a fenti témákat.

A Laboratórium saját honlapot és Facebook oldalt üzemeltet: www.thinfilms.hu, illetve https://www.facebook.com/VekonyretegFizika/

A laboratórium legfontosabb berendezései: https://www.mfa.kfki.hu/kutatas/vekonylab/

Legfrissebb eredményeik:

  • Sikeresen lezártak egy három éves nemzetközi SAFEMOST alapkutatási projektet, mely keretében MOCVD technikával előállított InGaN/AlGaN/AlN/GaN rétegrendszert fejlesztettek. Sikerült meghatározni a feszültségtenzor egyes komponenseinek mélységmenti változását. Ennek köszönhetően a rétegek lokális deformációja által okozott polarizációváltozásánál 1V pozitív küszöbfeszültséget értek el, ilyen módon megvalósítható a normálállapotban kikapcsolt MOS-HEMT tranzisztor technológia.
  • Új módszert fejlesztettek ki nagyszámú elektrondiffrakciós ábra automatikus feldolgozására (“Scanned electron diffraction”). Az újonnan kidolgozott számítógépes kiértékelő módszerrel fázistérképeket, orientáció-térképeket lehet generálni, valamint virtuális világos-, és sötét-látóterű képeket szerkeszteni a nagyszámú (tipikusan 1000 körüli darab) diffrakciós ábrából. A módszer jelenleg köbös szerkezetekre és z-irányú orientációkra működik.
  • A két összetevős vékonyréteg rendszerek koncentrációfüggő tulajdonságainak hatékonyabb vizsgálatára “egy minta elven” alapuló ún. mikro-kombinatorika módszerét fejlesztették ki. Így egyetlen – programozottan változó összetételű – minta tartalmazza az összes koncentráció-függő információt. A teljes adathalmaz akár egyetlen mérési folyamatban megmérhető, ami meggyorsítja és költséghatékonyabbá teszi az új porlasztott rétegek fejlesztését.
  • Hatékonyabbá tették a TEM és HREM minták előállítását egy SEM Dual Beam FEI SCIOS2 megvásárlásával. A fókuszált ionsugárral történő minta előállítás lényegesen gyorsabb, mint a hagyományos módszerek.
  • Sikeresen állítottak elő portechnológiai módszerrel szilíciumnitrid /grafén multiréteget. Attritoros őrléssel homogenizáltak a különböző mennyiségű grafén adalékot (5 – 30 t%) a Si3N4 mátrixban, majd meleg izosztatikus préseléssel különféle Si3N4 – Si3N4/ 5 t% grafén – Si3N4 30 t% grafén rétegből álló tömbi kerámiát állítottak elő többfunkciós új feltörekvő alkalmazásokhoz.
  • Sikeresen állítottak elő nanoszerkezetű hidroxiapatit réteget Si3N4 hordozón. A 3 t% szén nanocső adagolásával a szigetelő Si3N4 hordozót vezetőképessé tették, ezáltal a biokerámia réteg kialakításához alkalmazható volt az elektromos ráporlasztási módszer.