Офіційний веб сайт

Фізичні властивості парамагнітних донорів азоту у монокристалах та нанопорошках карбіду кремнію

м55

Представлено Національним технічним університетом України "Київський політехнічний інститут".

Автор: Савченко Д.В., к.ф.-м.н.

Роботу спрямовано на встановлення фізичних властивостей донорів азоту у монокристалах та нанопорошках карбіду кремнію на основі їх систематичного дослідження методами стаціонарного та імпульсного магнітного резонансу. Виявлено парамагнітний триплетний центр (S = 1) у монокристалах 4H та 6H політипів карбіду кремнію n-типу, який було ідентифіковано як віддалена пара атомів азоту, що заміщують квазікубічну та гексагональну позиції у гратці карбіду кремнію, пов'язаних між собою атомом кремнію, яка формуються незалежно від методу вирощування монокристалів карбіду кремнію та концентрації донорів азоту.

Запропонувано концепцію про можливість заміщення атомами азоту не лише вузлів вуглецію, а і вузлів кремнію, які створюють глибокі донорні стани азоту у забороненій зоні у монокристалах 6H та 15R політипів карбіду кремнію. Отримано магнітні та електричні властивості електронів провідності у монокристалах 4Н та 6H політипах карбіду кремнію. У високолегованих монокристалах 6H політипу карбіду кремнію n-типу виявлено перехід діелектрик-метал (перехід Мотта), температура якого залежить від концентрації донорів. У самовпорядкованих наноструктурах карбіду кремнію, отриманих методом планарної дифузійної технології без попереднього опромінення, виявлено парамагнітний азотно-вакансійний центр у триплетному стані (S = 1), що має практичне значення для розвитку спінтроніки, а саме розробки на них кубітів для квантових обчислювальних операцій. У підкладках напівізолюючого 4H політипу карбіду кремнію експериментально досліджено та теоретично описано процеси довготривалої фотопровідності та довготривалої релаксації нерівноважних носіїв заряду, захоплених на дефектні та домішкові центри. Отримано кінетичні характеристики фоточутливих парамагнітних центрів (зокрема донорів азоту) та величини ймовірностей електронних та діркових переходів між ними після припинення фотозбудження. Встановлено найбільш ефективні електронні процеси, відповідальні за довготривалу релаксацію та довготривалу фотопровідність у підкладках напівізолюючого 4H політипу карбіду кремнію. Виявлено квантово-розмірний ефект для донорів азоту у нанопорошках карбіду кремнію, який призводить до делокалізації хвильової функції донорів азоту із зменшенням розміру частинок (d < 50 нм).

Кількість публікацій: 90, в т.ч. за тематикою роботи - монографія, 15 статей ( 14 - у зарубіжних виданнях), 14 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 78 (згідно з базою даних Scopus), h-індекс = 5.

Надіслати коментар

Коментарі

Юхимчук Володимир Олександрович

SiC є одним з найбільш важливих напівпровідникових матеріалів сучасної електроніки. Такі фізичні властивості як радіаційна та хімічна стійкість, механічна міцність, стійкість до окислення та інші дозволяють використовувати прилади на його основі в екстремальних умовах. Все це свідчить про актуальність роботи Д.В. Савченко. В цій роботі проведено комплексні дослідження різних політипів як монокристалічного SiC, так і нанорозмірного карбіду кремнію. Серед отриманих Д.В. Савченко результатів особливо варто відзначити дані про магнітні та електричні властивості електронів провідності у різних політипах SiC та спостереження переходу Мотта у високолегованих монокристалах карбіду кремнію, що має значення для розвитку теорії фазових переходів та спін-транспортних властивостей електронів провідності у напівпровідникових матеріалах. Не менш важливими є результати дослідження лігандної структури донорів азоту у 6H SiC сучасними методами потрійної ІПЕЯР спектроскопії у поєднанні з теоретичними розрахунками, що дозволило встановити електронну структуру донорів азоту. Отримані результати опубліковані у високорейтингових фахових журналах і мають велику кількість цитувань, що свідчить про їх важливість.
Вважаю, що Д.В. Савченко безумовно заслуговує премії Президента України для молодих учених.

Завідувач відділу Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, доктор фіз.-мат. наук В.О. Юхимчук

Назаров Олексій Міколайовіч

Роботи Савченко Д.В. добре відомі шірокому загалу вчаніх, які займаються матеріалознавчими дослідженнями крісталічного та нанокрісталічного карбіда кремнію та вуглецевими наноструктурами. Цикл робіт, що присвячений фізічним властивостям парамагнітних донорів азоту в карбід кремнієвих кристалічних і нанокристалічніх матеріалах, вражає своєю фізичною і математичною глибиною. Він використовує разов з класичним методом електронного парамагнітного резонансу дуже тонкі експериментально і не прості теоретично методи подвійного електронно-ядерного резонансу, а також їх імпульсні модифікації, які дозволяють розподіляти спектри ЕПР від центрів, що мають різну природу за рахунок ризних часів їх спінової релаксації. Отримані результати опубліковані в добре цитуємих міжнародних журналах, що підтверджує їх високий науковий рівень.
У мене не має сумніву, що з якості і значимості цикл робіт к.ф.-м.н. Савченко Д.В. відповідає рівню Премії президента для молодих вчених.

Професор, лауреат Державної премії України з науки і техніки, доктор фіз.-мат. наук, зав. відділом Інституту фізики напівпровідників ім.В.Є.Лашкарьова НАН Україні

професор С.М. Рябченко, докт. фіз-мат. наук, чл.-кор. НАНУ,

Д.В. Савченко виконала великий комплекс наукових робіт з досліджень донорних центрів у напівпровідникових кристалах SiC чим зробила помітний внесок у розуміння можливих застосувань цих кристалів, а також у розуміння фізичних процесів в них.
Доцільно відмітити, що експериментальні дослідження проведені Д.В.Савченко на високому рівні з застосуванням не лише достатньо поширеного методу стаціонарного ЕПР, а і таких методик як імпульсний ЕПР, імпульсний ПЕЯР. Інтерпретація складних експериментальних результатів проведена Д.В. Савченко на сучасному науковому рівні. Отримані результати варто розцінювати як достовірні.
Роботи опубліковані здебільшого у високорейтингових наукових журналах і добре цитуються у світовій науковій літературі. Це є ознакою сучасності тематики, її актуальності і визнання результатів світовим науковим співтовариством.
Можна дійти висновку, що за науковим рівнем, значенням для науки і практики цикл робіт Д.В.Савченко відповідає таким,що достойні присудження премії Президента України для молодих вчених.

Григорук Валерій Іванович

Актуальність представленої роботи пов’язана з тим, що об’єкт дослідження – карбід кремнію - є одним з найбільш перспективних матеріалів для високотемпературної, радіаційностійкої, потужної і швидкодіючої електроніки, який має унікальні фізичні і електронні властивості.
Представлена на конкурс робота є циклом робіт, присвячених визначенню фізичних властивостей донорів азоту та їх комплексів у політипах карбіду кремнію методами стаціонарного та імпульсного магнітного резонансу.
Незважаючи на те, що фізичним властивостям донорів азоту у політипах SiC в літературі присвячена велика кількість робіт, автором отримана низка принципово нових даних відносно електронної структури донорів азоту в ізольованому та агрегатному стані, що мають як фундаментальне, так і прикладне значення. Серед них треба відзначити принципово нове уявлення про електронну структуру мілких та глибоких станів донорів азоту в монокристалах 4Н, 6H, 15R політипів SiC, визначення електронної структури віддалених пар азоту у триплетному стані у 4Н, 6H SiC, визначення транспортних та магнітних властивостей сильнолегованих 4Н, 6H SiC n типу в області фазового переходу Мотта, виявлення квантово-розмірного ефекту для донорів азоту, який призводить до делокалізації хвильової функції донора. Особливу увагу заслуговує виявлений азотно-вакансійний центр у триплетному стані у самовпорядкованих наноструктурах карбіду кремнію без попереднього їх опромінення, що має практичне значення для розвитку спінтроніки, а саме при розробці кубітів для квантових обчислювальних операцій. Важливою рисою роботи є застосування при виконанні досліджень самих сучасних методів імпульсного магнітного резонансу: імпульсний подвійний електронно-ядерний резонансу (ІПЕЯР) та потрійна ІПЕЯР спектроскопія, електронна спінова перехідна нутація з теоретичним їх аналізом.
Отримані нові фундаментальні дані відносно електронної структури карбіду кремнію в результаті проведення складних експериментальних робіт свідчать про високий науковий та професійний рівень автора представленої роботи. Про це ж свідчить і високий, як для молодого вченого, індекс Гірша – 6.
Тому ми вважаємо, що автор роботи цілком заслуговує присудження їй премії Президента України для молодих вчених.

Григорук В.І.
Доктор фіз.-мат. наук, професор,
завідувач кафедри квантової радіофізики факультету
радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем
Київського національного університету імені Тараса Шевченка,
лауреат державної премії України в галузі науки і техніки

Олійник В.В.
Кандидат фіз.-мат. наук, завідувач НДЛ “Квантової радіофізики”
факультету радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем
Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Коваленко Олександр Володимирович

Дослідження явищ, пов’язаних с динамікою спінових систем в карбіді кремнію методами стаціонарного та імпульсного магнітних резонансів, проведені в роботах Савченко Д.В., ще раз підтвердило наявність унікальних фізичних властивостей цього напівпровідникового матеріалу. Актуальність такого напрямку досліджень не викликає сумнівів, оскільки отримані результати наближають нас до розробки нових приладів для спінтроніки, пристроїв для виконання квантових обчислень і т.п.
Про високий фаховий рівень наукових робіт Савченко Д.В. свідчить загальна кількість посилань на її праці. Слід також підкреслити той факт, що ці праці опубліковані у фахових міжнародних журналах з достатньо високим імпакт-фактором. Виходячи з вищенаведеного, вважаю, що Савченко Д.В. є талановитим молодим вченим та заслуговує присудження їй премії Президента України.

Завідувач кафедри радіоелектроніки, д.ф.-м.н., професор Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара

Брик Олександр Борисович

Роботи Савченко Д.В. в галузі динаміки спінових систем, пов’язаних з карбідом кремнію, є добре відомими для фахівців, які працюють у відповідних областях знань, що підтверджується значною кількістю посилань на її публікації. Тематика досліджень Савченко Д.В. є безумовно актуальною, оскільки вона пов’язана з карбідом кремнію, який находить широке застосування при вирішенні прикладних задач, а також є перспективним матеріалом для відкриття нових фундаментальних явищ та закономірностей. Під час досліджень карбіду кремнію методами стаціонарного та імпульсного резонансу Савченко Д.В. отримала ряд нових цікавих результатів, які представляють інтерес для рішення проблем, пов’язаних із спіновою електронікою та з виконанням квантових обчислювальних операцій. Великий інтерес визивають також результати, що стосуються квантово-розмірного ефекту, який було зафіксовано в нанопорошках карбіду кремнію. Важливою особливістю стиля робот Саченко Д.В. є поєднання експериментальних та теоретичних досліджень.
Наукові результати, що опубліковані в публікаціях Савченко Д.В., дозволяють зробити висновок, що вона є талановитим дослідником, який працює на самому високому сучасному науковому рівні. Вважаю, що Савченко Д.В. безумовно заслуговує премії Президента України для молодих учених.

Докт. фіз.-мат. наук, проф., член-кор. НАН України, зав. відділом ІГМР НАН України Брик О.Б.

Іванченко Ігор Віталійович

Багаторічні систематичні дослідження автора стосовно особливостей спінової динаміки в монокристалах і нанопорошках карбіду кремнію методами стаціонарного та імпульсного магнітного резонансу дозволили отримати цілу низку цікавих і важливих результатів, які істотно розширюють наявні уявлення про унікальні фізичні властивості цього напівпровідника. У представленому циклі робіт наведено результати досліджень, які стосуються карбіду кремнію з домішками заміщення у вигляді парамагнітних донорів азоту. Перелік виявлених при цьому ефектів, нових станів парамагнітніх центрів, а також запропонованих і обгрунтованих концепцій мають як фундаментальне, так і прикладне значення, зокрема, для розв’язання деяких сучасних проблем спінової електроніки, удосконалення технологічних процесів росту монокристалів SiC з контрольованою концентрацією електрично-активного азоту і з'ясування механізмів його деактивації, та інші.
Про високий науковий рівень і вагомість отриманих результатів представленої автором роботи свідчить загальна кількість цитування статей даного циклу - 38 (згідно бази даних Scopus), які опубліковані у міжнародних наукових журналах з ненульовим імпакт-фактором.
Виходячи з вищесказаного, вважаємо, що дана робота цілком заслуговує на те, щоб бути відзначеною щорічною премією Президента України для молодих вчених.

Д.ф.-м.н., с.н.с. ІРЕ НАН України І.В. Іванченко
Д.ф.-м.н., пр.н.с. ІРЕ НАН України Н.О. Попенко

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.