Instituto de Física de Microestructuras RAS
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|---|---|
| titulo internacional | Instituto de Física de Microestructuras RAS (IPM RAS) |
| Fundado | 1993 |
| Director | AV Novikov |
| Empleados | ~250 |
| Doctor | ~20 |
| Ubicación | Rusia ,Nizhni Nóvgorod |
| Dirección Legal | GSP-105, Nizhny Novgorod, 603950, Rusia |
| Sitio web | ipmras.ru |
El Instituto de Física de Microestructuras de la Academia Rusa de Ciencias (IPM RAS) se estableció en 1993 (Resolución del Presidium de la Academia Rusa de Ciencias No. 173 del 28 de septiembre de 1993) sobre la base del Departamento de Física del Estado Sólido. del Instituto de Física Aplicada de la Academia Rusa de Ciencias . S. V. Gaponov (miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia desde 1994, académico desde 2008, asesor de la Academia de Ciencias de Rusia desde 2009) se convirtió en el primer director del instituto . En 2009, el IPM RAS estuvo dirigido por el profesor Z. F. Krasilnik , en 2015, por el profesor V. I. Gavrilenko , en 2016, nuevamente por Z. F. Krasililnik. En 2020, V. I. Gavrilenko se convirtió nuevamente en director interino, y en 2021, A. V. Novikov se convirtió en el director del instituto .
Desde 2016, el instituto es una sucursal del Centro Federal de Investigaciones del IAP RAS .
IPM RAS es parte del Departamento de Ciencias Físicas de la Academia Rusa de Ciencias , desde 2009 - parte del Centro Científico Nizhny Novgorod de la Academia Rusa de Ciencias (NSC RAS).
El instituto realiza investigaciones científicas fundamentales en el campo de la física de superficies, las nanoestructuras de estado sólido , la superconductividad y la óptica de rayos X multicapa , así como la tecnología y aplicación de películas delgadas, superficies y estructuras multicapa.
El IPM RAS emplea a 275 empleados, incluidos más de 140 investigadores (21 Doctores y 73 Candidatos a la Ciencia, 8 ganadores del Premio Estatal, 1 Premio Estatal de la Federación Rusa para jóvenes científicos).
Estructura
El Instituto consta de 6 departamentos científicos y 8 departamentos de ingeniería, financieros y económicos. El instituto incluye un centro científico y educativo (REC), un Centro de Uso Colectivo (CKP) y un taller de maquetas.
Departamento de Física de Semiconductores
Las principales actividades del departamento son el desarrollo de optoelectrónica de silicio en el rango del IR cercano y el desarrollo del rango de terahercios utilizando nanoestructuras semiconductoras . Se están desarrollando métodos para la epitaxia de haces moleculares de estructuras emisoras de luz basadas en SiGe/Si y Si:Er/Si, los mecanismos de emisión y absorción de luz por estas estructuras en el rango cercano al IR y los principios físicos de los fotodetectores. Se están estudiando diodos emisores de luz y láseres basados en ellos. Se está trabajando para detectar y estudiar la radiación estimulada en el rango de longitud de onda milimétrica y submilimétrica en el germanio hueco.
Láseres de terahercios de silicioA bajas temperaturas (T ~ 4 K), se observó por primera vez en el instituto radiación estimulada de terahercios de monocristales de silicio de tipo n, debido a la población inversa de estados excitados de donantes bajo bombeo óptico. Estos estudios son una continuación de los estudios otorgados con el Premio Estatal de la URSS en el campo de la ciencia y la tecnología.
Láseres con inversiónSe ha obtenido el efecto de la radiación THz estimulada en n-Si bajo excitación resonante óptica y fotoionización. La radiación láser se desarrolla en las transiciones 2p-1s (T2) (Si:P, Si:Sb) o 2p-1s (T2) (Si:As, Si:Bi).
láseres ramanSe ha obtenido el efecto de la dispersión Raman (electrones) estimulada en n-Si. El desplazamiento Raman está determinado por la diferencia de energía entre los estados 1s(A1) y 1s(E).
Departamento de Física de Superconductores
La investigación del departamento se centra en el estudio de la física de la superconductividad y los fenómenos magnéticos en superconductores masivos y mesoscópicos , imanes y sus híbridos (estructuras superconductor-metal normal, superconductor-aislante y superconductor-ferromagnético). Se investigan temas relacionados con la física del estado de vórtice en superconductores y líquidos superfluidos , sistemas Josephson y generadores basados en ellos. También se estudian temas relacionados con los fenómenos quirales en óptica , fundamentos físicos y aplicaciones tecnológicas de los sistemas de fibra óptica .
División de Óptica de Rayos X Multicapa
El trabajo tecnológico y experimental en el campo de la óptica de rayos X de estructuras de película delgada multicapa se centra tanto en el estudio de las propiedades fundamentales de las estructuras de película delgada en el rango de rayos X como en la creación de una base para X- litografía de rayos . El Instituto es uno de los líderes mundiales en el campo de la óptica de rayos X, sus logros en este campo son ampliamente reconocidos por los principales centros científicos.
Departamento de Tecnología de Nanoestructuras y Dispositivos
El departamento estudia nuevos fenómenos físicos en heteroestructuras de semiconductores y superconductores de alta temperatura para su posterior aplicación en microelectrónica y optoelectrónica. Las principales actividades del departamento son el desarrollo de métodos de epitaxia para heteroestructuras semiconductoras basadas en In, Ga, Al-As, N y sistemas superconductores basados en YBaCuO. El departamento también lleva a cabo un estudio completo detallado de las propiedades de tales sistemas y la producción de estructuras de prueba.
Departamento de Nanoestructuras Magnéticas
Las direcciones principales del departamento son la creación de nanoestructuras magnéticas lateralmente limitadas de una y varias capas de varias formas, la teoría de los fenómenos de transporte en estructuras magnéticas y estudios experimentales de las propiedades de transporte de las nanoestructuras magnéticas. Los estudios teóricos se centran en sistemas con una distribución de magnetización no coplanaria. Se están desarrollando técnicas para estudiar los estados magnéticos de nanopartículas magnéticas monocapa y multicapa utilizando un microscopio de fuerza magnética (MFM). Los estados no colineales en partículas magnéticas de tres capas se estudian mediante el método MFM. Se están desarrollando métodos para cambiar el estado magnético de las nanoestructuras con una sonda de un microscopio de fuerza magnética . Se están realizando estudios experimentales sobre los efectos de la magnetorresistencia de efecto túnel , el efecto Hall topológico y otros fenómenos de transporte en nanoestructuras magnéticas.
- Por primera vez, se han obtenido en el instituto partículas magnéticas multicapa artificiales con una distribución de magnetización no colineal , y se han creado partículas en forma de cruz con una distribución de magnetización antivórtice. Se demuestra la posibilidad de cambiar partículas en forma de cruz al estado antivórtice.
- Se han predicho una serie de nuevos efectos en sistemas con una distribución de magnetización no coplanaria, como la rectificación de una corriente eléctrica y el fenómeno de la actividad óptica natural.
Departamento de Espectrometría de Terahercios
La dirección principal del departamento es el desarrollo de métodos para la espectroscopia no estacionaria del rango de frecuencia THz: el desarrollo de sintetizadores, generadores de armónicos basados en CPSR (superredes de semiconductores cuánticos), espectrómetros para rangos de frecuencia sub-THz y THz. Se están realizando estudios analíticos para determinar impurezas en sustancias de alta pureza, seguimiento de procesos químicos in situ en alta tecnología. Se estudian los espectros de rotación de las sustancias tóxicas, lo que permite, en particular, detectar compuestos nocivos en la atmósfera. Se están desarrollando diagnósticos médicos no invasivos basados en el análisis del aire exhalado y se están realizando avances para determinar la viabilidad de los trasplantes mediante el análisis del líquido de lavado.
Escuelas científicas
Hay dos escuelas científicas en IPM RAS:
- "Creación de las bases físicas para la deposición de estructuras peliculares metaestables multicapa y nanocluster, estudio de sus propiedades"
Líderes: académico S. V. Gaponov , miembro correspondiente. RAS, N. N. Salashchenko
- "Problemas científicos fundamentales del desarrollo de la optoelectrónica de silicio y el desarrollo del rango de terahercios utilizando nanoestructuras semiconductoras"
Jefe: Prof. Z. F. Krasilnik
Centro Comunitario
El Instituto cuenta con un Centro de Uso Colectivo (CCU) “Física y Tecnología de Micro y Nanoestructuras”, establecido en 2003. Una amplia gama de estudios de micro y nanoestructuras por difracción de rayos X, microscopía electrónica analítica, microscopía de sonda de barrido, espectroscopía óptica, de microondas y de rayos X, espectroscopía de masas de iones secundarios, estudios electrofísicos de microestructuras de semiconductores, estudios de propiedades magnéticas y superconductoras de películas y nanoestructuras, mediciones de precisión óptica.
Formación de personal científico
Sobre la base de IPM RAS y la Universidad Estatal de Nizhny Novgorod (NNSU) , existe un departamento básico interfacultativo "Física de nanoestructuras y nanoelectrónica". Más de 20 empleados enseñan en la UNN y dirigen 3 departamentos de la UNN. El instituto cuenta con estudios de posgrado en las siguientes especialidades:
- Instrumentos y métodos de física experimental
- Radiofísica
- Física de la Materia Condensada
- Física de semiconductores
- Electrónica de estado sólido, componentes radioelectrónicos, dispositivos micro y nanoelectrónicos basados en efectos cuánticos
- electrónica cuántica
Actividad de innovación
Se ha desarrollado e implementado un espectrómetro de gas en el rango de los terahercios, que funciona con el efecto de la polarización que decae libremente . La fuente de radiación es un generador de armónicos obtenido mediante un multiplicador de frecuencia basado en superredes de semiconductores cuánticos y un sintetizador de frecuencia basado en un generador Gunn que opera en el rango de frecuencia de 87-117,5 GHz.
- El rango de frecuencia de funcionamiento es de 1 a 2,5 THz.
- Precisión de ajuste de frecuencia
- Ancho de línea instrumental < 10 kHz.
- Sensibilidad (l = 1 m, = 1 s)
- Tiempo mínimo de medición
La LLC Research and Production Enterprise Technological Electronic Optical Systems LLC (NPP TEOS) fue establecida en 2005 por un grupo de empleados de IPM RAS para comercializar el sistema automatizado desarrollado para el control tecnológico del espesor de la cinta de vidrio basado en interferometría de baja coherencia. . Se han creado una serie de dispositivos para el control de calidad del proceso de fabricación del vidrio y el seguimiento de los procesos tecnológicos, que se utilizan directamente en la producción. Sobre la base de los principios de la interferometría en tándem de baja coherencia, se han desarrollado equipos para la medición sin contacto de alta precisión del espesor óptico de objetos transparentes.
El primer tipo de dispositivos está diseñado para monitorear el espesor de la cinta de vidrio flotado en la zona caliente de su formación (fabricado por LLC NPP TEOS). Gracias al uso de principios innovadores protegidos por patentes de la Federación Rusa, el equipo supera a los análogos mundiales en la mayoría de las características técnicas y económicas clave. Hasta la fecha, se están operando 13 complejos en fábricas de vidrio en Rusia, Kirguistán y Bielorrusia.
El segundo tipo de dispositivos está diseñado para monitoreo de temperatura de alta precisión, control de espesor y doblado de sustratos transparentes en los procesos tecnológicos de formación de nanoestructuras de películas.
CJSC "X-Ray" fue fundada por un grupo de empleados de IPM RAS en 1998 con el objetivo de promover espejos de rayos X multicapa y sistemas ópticos de rayos X basados en ellos, diseñados para colimación y enfoque de rayos X, para el mundo y los mercados internos. Diagnóstico de plasma de rayos X, análisis elemental fluorescente de rayos X, astronomía de rayos X, microscopía y nanolitografía.
Dichos sistemas se utilizan en:
- Se ha desarrollado una tecnología para fabricar una amplia gama de elementos de óptica de rayos X multicapa para el rango de longitud de onda de 0,05 a 100 nm: espejos, colimadores, estructuras colgantes para filtrado, polarización y cambio de fase de la radiación de rayos X.
- Se ha desarrollado un interferómetro con una onda de difracción de referencia y se han desarrollado métodos para estudiar y corregir la forma de las superficies de elementos ópticos y aberraciones de onda de sistemas ópticos de ultra alta resolución con precisión subnanométrica.
Conferencias científicas organizadas regularmente
- Simposio "Nanofísica y nanoelectrónica" Archivado el 3 de marzo de 2011 en Wayback Machine .
Colaboradores notables
Directores
- Gaponov, Sergey Viktorovich - Académico de la Academia Rusa de Ciencias , fundador del instituto y su director en 1993-2009
- Krasililnik, Zakhary Fishelevich - Miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias , Director en 2009-2015 y en 2016-2020
- Gavrilenko, Vladimir Izyaslavovich - director en 2015-2016, en funciones. sobre. directores en 2020-2021
- Novikov, Alexey Vitalievich — Director desde 2021
Miembros de la Academia de Ciencias de la URSS y de la Academia de Ciencias de Rusia
- Andronov, Alexander Alexandrovich - Miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias
- Salashchenko, Nikolai Nikolaevich - Miembro Correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias , laureado con el Premio A. G. Stoletov
Ganadores de premios
Véase también
- Instituciones científicas de Nizhny Novgorod
- Institutos de la Academia Rusa de Ciencias
- Centro científico de Nizhny Novgorod RAS
Enlaces
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