Polskie badania wyróżnione w międzynarodowym czasopiśmie fizycznym
Półprzewodniki są dzisiaj wszędzie, stanowią podstawę konstrukcji wszystkich urządzeń elektronicznych. Zanim jednak powstaną układy scalone, tranzystory i procesory, trzeba przeprowadzić wiele procesów technologicznych. W trakcie tych procesów do półprzewodników dostaje się wodór, który zmienia ich własności w sposób niezamierzony i niekontrolowany. Zajmujemy się badaniem tego swoistego zanieczyszczenia” – tłumaczy prof. Leszek Dobaczewski z Instytutu Fizyki PAN. Artykuł jego współautorstwa został wyróżniony przez międzynarodowe czasopismo naukowe Przegląd Fizyczny (Physical Review).
Duże problemy z małym wodorem
Jak wyjaśnia naukowiec, półprzewodnik to przeważnie krzem, który w naturze występuje jako element krzemionki. Natomiast krzem używany do współczesnej elektroniki to najczystszy element, jaki w ogóle występuje na kuli ziemskiej. Elektronika wymaga wielkich czystości i niezbędna jest możliwość kontrolowania własności półprzewodników. Dlatego obecny w półprzewodnikach wodór może wykluczać pewne zastosowania.
Poza krzemem wykorzystuje się także inne materiały – na przykład german i arsenek galu, stosowany w optoelektronice. Wykonuje się z niego te elementy półprzewodnikowe, które generują lub absorbują światło – między innymi lasery stosowane w dyskach kompaktowych, większość wyświetlaczy. Na arsenku galu i pochodnych oparta jest również komunikacja światłowodowa.
Prof. Dobaczewski stwierdza, że z uwagi na niewielki rozmiar wodoru jest on bardzo popularnym zanieczyszczeniem dla większości półprzewodników. Ten najmniejszy pierwiastek dostaje się do układów podczas procesów technologicznych wykorzystujących m.in. kwasy.
Fizyk, w oparciu o wcześniejsze doświadczenia podjął się we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Aarhus w Danii zbadania własności elektronowych izolowanego atomu wodoru w półprzewodnikach.
Owocne spotkanie unikalnej techniki z precyzyjnym sprzętem
Prof. Dobaczewski stworzył w Instytucie Fizyki PAN unikalną technikę pomiarową dla badania własności różnych defektów w półprzewodnikach.
„Weszliśmy w międzynarodowe środowisko naukowe z czymś unikatowym i nawiązaliśmy kontakty z wieloma ośrodkami naukowymi – mówi profesor. – Zajmujemy się techniką, która bada własności elektryczne różnych defektów punktowych, czyli takich o rozmiarach atomowych, w półprzewodnikach. Na badania wodoru w krzemie otrzymaliśmy kilka lat temu grant fundowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Jesteśmy jedynym ośrodkiem w Polsce, który zajmuje się tymi zagadnieniami, dlatego to z nami skontaktowała się grupa z Uniwersytetu w Aarhus w Danii”.
10 lat temu rozpoczęła się trwająca do dziś współpraca naukowa z ośrodkiem w Aarhus. Duńczycy z Aarhus dysponują implantatorem, który wprowadza protony, czyli wodór pozbawiony elektronu, do półprzewodnika w niskich temperaturach. Badacze w Polsce nie dysponują sprzętem o takich możliwościach.
„Jednak 10 lat temu Duńczycy zwrócili się do mnie, ponieważ zainteresowała ich opracowana przez nas technika pomiarowa. Chcieli z jej pomocą zbadać wodór, który sami wprowadzają do różnych półprzewodników – z początku do krzemu, a później, już w trakcie współpracy, także do innych półprzewodników – germanu i arsenku galu” – wspomina naukowiec.
Prof. Dobaczewski opracował komunikat konferencyjny dotyczący obecności wodoru w arsenku galu. Badania te kontynuował wraz ze swoim doktorantem Vladimirem Kolkovskim, który uzyskał staż podoktorski w Aarhus.
„Dr Kolkovsky stworzył bardzo ciekawą i kompletną pracę. Wykonał interesujące doświadczenia i zajął się wieloma szczegółami. Wspólnie napisaliśmy artykuł, który tak wysoko ocenili recenzenci Physical Review. Prawdopodobnie o wyróżnieniu zadecydował uniwersalny charakter pracy, ogólny, a więc podstawowy dla badań fizycznych” – mówi profesor.
Jak zaznacza, badania mają charakter podstawowy i stanowią fundament pod konkretne zastosowania. A tych, w przypadku półprzewodników, będzie coraz więcej.
Wyróżnienie artykułu w międzynarodowym prestiżowym czasopiśmie naukowym jest dużym sukcesem. Redakcja opatruje znakiem „Editors’ Suggestions” jedynie nieliczne teksty. Opis badań poziomów energetycznych atomów wodoru w arsenku galu uznano za szczególnie interesujący, wartościowy i przejrzysty.
Zaloguj się Logowanie