Projektová činnosť

Národné

Výskum a vývoj kontaktov pre nové materiály a súčiastky
Contact engineering for advanced materials and devices
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Anotácia: Intenzívny výskum kontaktu kovu a polovodiča sa uskutočňuje už dlhý čas. Zaujímavé typy transportu náboja, nové materiály a súčiastky a nové mechanizmy vytvárania kontaktov si však vyžadujú nový pohľad a výskum.Naším cieľom je určiť procesy a fyzikálne javy, ktoré stoja za metalizačnými schémami pre tranzistory pracujúcev obohacovacom režime, s dierovou vodivosťou a vysokou pohyblivosťou na báze InAlN, ako to predpokladá nášnávrh súčiastky. InAlN s vysokou molárnou frakciou InN bude dotovaný Mg a bude potrebné optimalizovať kontakty.Nové dichalkogenidové (TMDCs) materiály z prechodových kovov sú pre aplikácie v súčiastkách veľmi sľubné.Metalizačné schémy pre TMDC sú však veľmi náročné. TMDC vykazujú rôzne šírky zakázaného pásu vzávislosti od ich hrúbky. Naším cieľom je študovať metalizačné schémy pre TMDC, ich topológiu a vysvetliťrozdiely medzi exfoliovanými a narastenými vziorkami a rozdiely medzi rôznymi typmi tranzistorov v korelácii sich základnými fyzikálnymi vlastnosťami.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
TMD2DCOR – Metalické 2D dichalkogenidy prechodných kovov: príprava, štúdium vlastností a korelované stavy
Fabrication, physics and correlated states in metallic 2D transition metal dichalcogenides
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. rer. nat. Hulman Martin
Anotácia: Objav grafénu v roku 2004 priniesol obrovský záujem vedcov pôsobiacich vo fyzike kondenzovaných látok ovýskum 2D materiálov. Aj keď tieto materiály majú dlhú históriu, ktorá sa začína už v dvadsiatych rokoch 20.storočia, v posledných rokoch došlo k zintenzívneniu výskumu týchto látok. Boli úspešne pripravené ultratenkévrstvy mnohých 2D materiálov so zaujímavými elektronickými vlastnosťami medzi ktoré určite patria silnokorelované elektronické stavy ako sú vlny nábojovej hustoty a supravodivosť. Jednou z najviac študovaných skupín2D materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). TMD sa skladajú z hexagonálnych vrstiev, v ktorýchsú atómy prechodných kovov vložené medzi dve vrstvy atómov chalkogénu s celkovou stochiometriou MX2.V tomto projekte sa sústredíme na tie materiály z TMD skupiny, ktoré vykazujú silne korelované elektronické stavy,a to konkrétne: NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 a PtSe2. Cieľom projektu je pripraviť ultratenké vrstvy (≤ 10 nm) akryštalické vzorky a dôkladne ich charakterizovať z hľadiska ich hrúbky, kryštalinity, homogenity, optických aelektronických vlastností. Osobitná pozornosť sa bude venovať stavom vĺn nábojovej hustoty a supravodivosti vtýchto materiáloch, a tomu, ako vlastnosti týchto korelovaných stavov závisia od hrúbky vzorky, dopovania,parametrov rastu samotnej vrstvy, a aj ako tieto korelované stavy reagujú na vonkajšie elektrické a magneticképolia.Vedecký program projektu tiež obsahuje prípravu heteroštruktúr vytvorených z týchto materiálov, ako aj nahybridné systémy kombinujúce TMD s inými materiálmi. Výskum zahŕňa aj podrobnú charakterizáciu heteroštruktúrza účelom optimalizácie parametrov rastu.The discovery of graphene in 2004 has brought a massive interest of scientists active in condensed-matter physicson research of 2D materials. Even though these materials have a long history starting already in the twenties of the20th century, the past years have seen an intensive renascence of interest in 2D materials. Ultra-thin samples ofmany 2D materials have been successfully prepared with electronic properties that may exhibit correlatedelectronic phenomena such as charge density waves and superconductivity. One of the well-studied families of the2D materials are transition metal dichalcogenides (TMDs). TMDs consist of hexagonal layers of metal atomssandwiched between two layers of chalcogen atoms with a MX2 stoichiometry.In this project, we focus on those materials from the TMD family that exhibit strongly correlated electronic states:NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 and PtSe2. The goal of the project is to prepare ultrathin (≤ 10 nm) layers and bulksamples and characterise them thoroughly in terms of the thickness, crystallinity, homogeneity, optical andelectronic properties. A special attention will be paid to charge density wave states and superconductivity in thesematerials and how they evolve with the sample thickness, doping, external electric and magnetic fields and detailsof the growth process.
Doba trvania: 1.7.2020 – 30.6.2023
Vertikálny GaN MOSFET pre výkonové spínacie aplikácie
Vertical GaN MOSFET for power switching applications
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Kuzmík Ján, DrSc.
Anotácia: Jedným z najnaliehavejších problémov súčasnej spoločnosti je dostupnosť zdrojov energie, najmä s ohľadom na neustále sa zvyšujúce nároky na jej spotrebu. Jednou z ďalších možností úspory energie je zníženie strát vznikajúcich pri prevode do formy vhodnej pre daný spotrebič. Z hľadiska úspory elektrickej energie predstavuje zvýšenie efektivity prevodu elektrickej energie veľký potenciál. Podľa dostupných analýz, viac ako 10% elektrickej energie sa nenávratne stráca v podobe prevodových strát. Aj čiastkové využitie takejto rezervy môže mať veľký hospodársky význam. Prevodové straty vznikajú najmä pri úprave úrovní elektrického napätia vhodných pre konkrétny spotrebič alebo zariadenie. Ťažisko riešenia problematiky efektívnejšieho prevodu elektrickej energie teda spočíva v oblasti výkonovej elektroniky zahŕňajúcej AC/DC a DC/DC prevodníky pre spotrebnú a priemyselnú elektroniku. Razantnejšie zvýšenie efektivity prevodu poskytujú nové výkonové tranzistory na báze GaN-u, ktoré sú schopné pracovať pri podstatne vyšších frekvenciách s takmer trojnásobne nižšími spínacími stratami.Hlavný cieľ predkladaného projektu je výskum a vývoj vertikálneho GaN MOSFET tranzistora a získanie poznatkov o elektro-fyzikálnych vlastnostiach takýchto súčiastok. Jedná sa o „proof-of-concept“ vývoj; z hľadiska kvantitatívnych parametrov bude naším cieľom demonštrovať RON<2 mOhm/cm2 a VBD>600 V. Originálnou črtou navrhovaného konceptu je využitie semi-izolačnej (SI) kanálovej GaN vrstvy (namiesto p-oblastí), blokujúcou tok prúdu pri nulovom napätí na hradle. Na otvorenie tranzistora bude potrebné kladné hradlové napätie, ktoré vytvorí podmienky na injekciu voľných elektrónov z emitora pozdĺž okrajov SI-GaN oblasti. Koncept teda možno označiť za unipolárny tranzistor pracujúci v obohacovacom móde, pričom v driftovej oblasti sa zachováva možnosť využitia nedotovanej GaN vrstvy s extrémne nízkou koncentráciou dislokácií narastenou na priamo na GaN substráte.
Doba trvania: 1.7.2019 – 30.6.2022
Opracovanie povrchu polovodiča ako cesta k novým III-As a III-N elektronickým súčiastkám
Surface processing of semiconductors as the way towards new III-As and III-N electronic devices
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Anotácia: Povrch III-V polovodičov sa vyznačuje vysokou hustotou povrchových stavov, ktoré sú limitujúce v ichintenzívnom využití. Manipulácia s povrchom a snaha ovplyvniť ho sú široko skúmané vo vedeckej komunite.Cieľom je eliminovať záchytné centrá, zistiť operácie vedúce k ich pasivácii. Spolu s návrhom a realizáciouheteroštruktúr a povrchových technologických krokov pripravíme kvalitné poľom riadené kov-oxid-polovodičovétranzistory s vysokou pohyblivosťou náboja. Technologická manipulácia s povrchovými nábojovými stavmi vedieku vzniku nových typov súčiastok. Vzniká predpoklad k tvorbe integrovaných systémov z rôznych typovtranzistorov na jednej podložke. Poznať vlastnosti jednotlivých vrstiev heteroštruktúr vyžaduje zvládnuťtechnologicky oddelenie-separáciu jednotlivých vrstiev z domovského substrátu a jeho transport na cudziupodložku, aby bolo možné sledovať optickými metódami vlastnosti vrstiev. Jej zvládnutie bude viesť kheterointegrácii súčiastok a tvorbe neplanárnych polovodičových systémov.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2020
Technológia hradiel s izolujúcou vrstvou pre kvalitné, vyskoúčinné III-As a III-N tranzistory
Insulated gate technologies for high-performance III-As and III-N transistors
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2013 – 31.12.2016
Kov-oxid-polovodič (MOS) štruktúry na III-V materiáloch
Metal-oxide-semiconductor structures on III-V semiconductors
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Doba trvania: 1.1.2009 – 31.12.2012
Vplyv dielektrickej pasivácie na vlastnosti AlGaN/GaN HEMT-ov
Influence of dielectric passivation on properties of AlGaN/GaN HEMTs
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gregušová Dagmar, DrSc.
Anotácia: Preskúmať procesy prebiehajúce pri pasivácii súčiastok na báze GaN, hlavne AlGaN/GaN tranzistorov s vysokou pohyblivosťou elektrónov (HEMT). Vyšetriť vplyv rozličných pasivačných vrstiev na vlastnosti HEMT-ov , zvlášť na prúdový kolaps tranzistorov. Tenké dielektrické vrstvy, také ako, Al2O3 a MgO budú deponované za rôznych podmienok (fyzikálne a chemické metódy depozície, rôzne teploty prípravy, rôzne hrúbky vrstiev) a budú aplikované na tranzistorové štruktúry. Následne bude analyzovaný ich vplyv na materiálovú štruktúru a parametre súčiastok statickými a pulznými meraniami HEMT-ov spolu s meranim Hall-ovho javu. Očakávame získanie nových informácií týkajúcich sa základných problémov v mechanizme pasivácie ako i návrhov na zlepšenie v AlGaN/ GaN HEMT-ov.
Doba trvania: 1.1.2006 – 1.12.2008