Офіційний веб сайт

Нові матеріали на основі телуридів кадмію, олова та свинцю для виготовлення оптоелектронних приладів

р14

 

Автори:

Панчук О.Е., Фочук П.М., Щербак Л.П., Фейчук П.І., Савицький А.В., Никонюк Є.С.,

Цюцюра Д.І., Томашик З.Ф., Коваленко Н.О., Рогачова О.І.

 

Представлена Чернівецьким національним університетом імені Юрія Федьковича.

 

В роботі сформульовано та обґрунтовано наукові засади створення матеріалів на основі телуридів елементів ІІ-IV груп періодичної системи цього класу для оптоелектронних приладів.

Авторами встановлено спектр та визначено термодинамічні параметри утворення власних та асоційованих точкових дефектів в телуридах кадмію, олова та свинцю та сполук на їх основі. Визначено фундаментальні параметри легування CdTe десятьма домішками та їх електричну поведінку в умовах високотемпературної рівноваги дефектів, створені комп’ютерні моделі дефектної структури кристалів.

Комплексними дослідженнями закономірностей процесів плавлення і кристалізації в системах на основі кадмій-телуриду встановлено явище післяплавлення та виявлено критичні точки структурних перетворень у розплавах Cd(Zn)Te, створено наукові основи керування процесами синтезу і вирощування об’ємних монокристалів з контрольованими фізико-хімічними властивостями.

Встановлено загальні закономірності взаємодії домішкових і власних точкових дефектів в CdTe, розроблено способи керування властивостями монокристалів CdTe: підвищення термостабільності, фоточутливості досконалості структури кристалічної ґратки;  впроваджено у виробництво підкладки для створення великоформатних матричних приймачів, абсорбційні фільтри, вікна для потужних СО2 -лазерів, розроблено фоторефрактивний та детекторний матеріали.

Створено наукові основитехнології хімічної обробки монокристалів CdTe і твердих розчинів на його основі та оптимізовано склади травників, досліджено дефектну структуру сполук АIVВVI, фізичні властивості кристалів, розроблено нові термоелектричні матеріали.

 

Наукові результати опубліковано у понад 430 статтях, з них 157 - у міжнародних журналах, загальний індекс цитування  (SCOPUS) - понад 700. Отримано 40 авторських свідоцтв і патентів. Захищено 6 докторських та 28 кандидатських дисертацій, виконано 103 науково-дослідні роботи.

Надіслати коментар

Коментарі

Чергинець В.Л.

Висловлююсь на підтримку цієї роботи, що висунута на здобуття Державної премії України у галузі науки і техніки. Основний склад колективу авторів і їх доробок добре відомий науковій спільноті і високо оцінений вченими-матеріалознавцями. Робота є закінченим циклом досліджень, починаючи від перших експериментів з отримання матеріалу, вивчення структури нових кристалів, розробці методів керування фізичними властивостями і до впровадження у високотехнологічному виробництві. Наполеглива і ретельна праця авторського колективу, крім значного економічного ефекту, сприяла зміцненню наукового престижу України як держави, що широко використовує сучасні високі технології. Вважаю, що представлена робота «Нові матеріали на основі телуридів кадмію, олова та свинцю для виготовлення оптоелектронних приладів» колективу авторів Панчук О.Е., Фочук П.М., Фейчук П.І., Щербак Л.П., СавицькийА.В., Никонюк Є.С., Цюцюра Д.І., Томашик З.Ф., Коваленко Н.О., Рогачова О.І., гідна присудження Державної премії у галузі науки і техніки за 2011 рік.
Чергинець Віктор Леонідович, доктор хімічних наук, професор кафедри неорганічної хімії хімічного факультету Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна, лауреат Державної премії України у галузі науки і техніки.

Бондар А.А., с.н.с., к.х.н.

Як фізико-хімік, що займається фазовими перетвореннями і рівновагами за участю розплаву, я в своїй практиці використовую лише маленьку дещицю тих результатів, які отримали автори цього циклу робіт, представленого на здобуття Державної премії, а саме: закономірностями процесів плавлення "чистого" і легованого телуриду кадмію, особливостями відображення процесів предплавлення, плавлення і післяплавлення на кривих диференційного термічного аналізу. Можу засвідчити скрупульозність, надійність і новизну цієї роботи, яка гідна найвищих оцінок і нагород

Бондар А.А.,
к.х.н., с.н.с. відділу фізичної
хімії неорганічних матеріалів
Інституту проблем матеріало-
знавства ім. І.М.Францевича
bondar@ipms.kiev.ua

Andrea Zappettini, Researcher, IMEM-CNR, Italy

I started to growth CdTe-based crystals in 1996. I immediately came across the good paper of the group at CHERNIVTSI NATIONAL UNIVERSITY, Prof. O.E. PANCHUK, P.M FOCHUK, P.I. FEYCHUK. In particular in the last years, I could particularly appreciate the work of P. M Fochuk, also because I could discuss with him directly during many important conferences around the world. I admire and I'm thankful for their progress in the comprehension of the crystallization processes in II-VI compounds and of the role of defects in theses materials.
For these reasons I strongly support the prize award to this team.

Andrea Zappettini
Senior Researcher
Head of the SIGNAL Group
IMEM-CNR
Parco Area delle Scienze 37/A,
43100 Parma,
Italy
e.mail: zapp@imem.cnr.it

Коваленко О.В., проф., зав.каф. радіоелектроніки ДНУ

Дніпропетровський національнй університет ім. О. Гончара
Коваленко О.В., д.ф.-м.н.,проф., зав. каф. радіоелектроніки koval@mail.dsu.dp.ua
Буланий М.Ф., д.ф.-м.н., проф. каф. радіоелектроніки
bulanyi@ukr.net

Робота безперечно заслуговує присудження Державної премії України. Колектив авторів цієї роботи добре відомі у науковому товаристві.
Проведене дослідження носить фундаментальний характер. З прикладної точки зору отримані результати мають важливе значення для розробки нового покоління оптоелектронних приладів.

Lyudmila Turyanska, The University of Nottingham UK

I strongly support the award of the Prize to the team of world renowned scientists Панчук О.Е., Фочук П.М., Щербак Л.П., Фейчук П.І., Савицький А.В., Никонюк Є.С., Цюцюра Д.І., Томашик З.Ф., Коваленко Н.О., Рогачова О.І..
The work of this team on the growth, properties and applications of II-VI semiconductors is strongly recognized by the world research community. Their findings strengthened our understanding of the fundamental properties of CdTe-based semiconductors and advanced their potential as active material in novel optoelectronic devices. The quality of their work is reflected in the number of highly-cited publications in leading international research journals.
As a former MSc student, I would also like to acknowledge the quality of academic teaching and research support provided. As a result, many of their students are now working in leading research and academic institutions worldwide.
The research work presented here is of the world leading quality and has a strong potential to impact a wider society.

Dr. Lyudmila Turyanska
School of Physics and Astronomy and Centre for Biomolecular Sciences
The University of Nottingham
University Park
NG7 2RD
UK

SCHAUB Bernard France

I directed since 1974 until 1994, the laboratory of research on the metallurgy of semiconductors II/VI, of the French Atomic Commission .
Our works led to the creation of SOFRADIR, French Society of the Thomson group, specialized in the manufacture of infrared detectors to basis of CdTe and CdHgTe.
On this occasion I got for our works, the price "Science and Defense", assigned by the Academy of the Sciences and the Ministry of the Defense.
I always appreciated the remarkable works of OE Panchuk , PM Fochuk , PI Feychuk and ... in the domain so difficult of the growth of the crystals of Cadmium Telluride .
They were among the first to understand, and to put in evidence the complexity of the crystallization phenomena, that governs the growth of this type of materials completely different from those that governing the growth of conventional materials as the III/V compounds.
Their remarkable works, probably unique to the world, allowed us to understand better and to control the delicate process of the solid liquid balance, that governs crystallization, notably of the CdTe.
For me , Tchernivtsi were the “ Mecca “ of Cadmium Telluride .
I am admiring and thankful, for their contribution to the knowledge of the II/VI semiconductors.
I can delighted, if Ukraine makes them homage.

Bernard SCHAUB
Ph.D. ( Physico – Chemistry )
Member of “ SwissCommunity.org “
Member of “ Cordis.europa.eu “
Senior Scientist Consultant
affiliated to
TECHNOMIC CONSULTANTS S.A.
Geneva - CH

Лашкарьов Г.В., Інститут проблем матеріалознавства НАНУ

Хочу підтримати представлення роботи творчого колективу (Панчук О.Е., Фочук П.М., Щербак Л.П., Фейчук П.І., Савицький А.В., Цюцюра Д.І., Никонюк Є.С., Томашик З.Ф., Коваленко Н.О., Рогачова О.І.) на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки. Робота виконана на протязі багатьох років. Одержано великий обсяг експериментальних і теоретичних результатів, важливих як для розвитку фундаментальних основ, фізичної хімії, так і з точки зору їх практичного застосування.
Я добре знайомий з цими роботами, особливо з дослідженнями телуридів олова і свинцю. Можу із впевненістю сказати, що створена і інтенсивно розвивається наукова школа по розробці фізико-хімічних основ керування властивостями напівпровідникових фаз змінного складу шляхом легування і відхилення від стехіометричного складу для використування їх в оптоелектроніці та термоелектриці. Ця школа, відрізняється новизною та оригінальністю ідей, сучасним рівнем мислення та високою професійністю. Автори роботи виявили ряд нових ефектів, які мають фундаментальний характер. Вони вперше вказали на наявність концентраційних аномалій властивостей в області малого вмісту домішки і пов’язали це з існуванням в області переходу до домішкового континууму фазових переходів перколяційного типу, які супроводжуються критичними явищами і процесами самоорганізації. Це сміливе припущення про універсальний характер ефекту було підтверджено і продовжує підтверджуватися на прикладі великої кількості твердих розчинів. Вражає своєю сміливістю і запропоновані (на прикладі SnTe ) принципово нова модель зонного спектру, яка враховує наявність високої концентрації нестехіометричних дефектів. Автори вперше встановили, що наявність нестехіометричних вакансій приводить до появи нових специфічних механізмів розчинення домішок і впливає на зарядові стани домішкових центрів. Вони вперше з використанням феноменологічного методу кластерних компонентів встановили факт утворення нейтральних хімічних комплексів у твердих розчинах на основі сполук АIVВVI. Хотілось би відмітити такі риси роботи колективу як чітко визначений напрям досліджень і комплексний характер роботи – використання багатьох фізико-хімічних и фізичних методів дослідження, що дало можливість авторам надійно трактувати експериментальні результати.
Слід підкреслити, що роботи, виконані авторами на протязі багатьох років, не тільки не втратили своєї актуальності до цього часу, але і продовжують інтенсивно розвиватися, визначаючи все нові напрями досліджень. Пріоритетний напрям творчого колективу на цей час – перехід до вивчення наноструктур на основі телуридів кадмію, олова і свинцю з використанням результатів, які були одержані раніше.
Повністю підтримую колектив роботи на нагородження Державною премією України в галузі науки і техніки.

Завiдуючий вiддiлом фізики і технології
фотоелектронних і магнітоактивних матеріалів
Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, лауреат Державної премії України та премії НАН Україні імені В.Є.Лашкарьова,
доктор фіз.-мат., наук, професор Г.В. Лашкарьов.
e-mail: gvl35@ipms.kiev.ua
phone: +38(044)424-32-28

Paul SIFFERT, Founder and first President of E-MRS

Having been actively involved in the research on Cadmium Telluride and related materials since the 60', I know the team of the CHERNIVTSI NATIONAL UNIVERSITY since several decades: first from literature and starting 1990 through many contacts with Prof. O.E. PANCHUK,P.M FOTCHUK, P.I. FEYCHUK. A joint E.C. project exchange of researchers was performed several times. This team has accumulated an enormous international recognition through their scientific basic achievements on CdTe and related materials. Especially, the scientific development principles of the materials based on II-VI semiconductors are remarquable, especially for optronic devices. Their pionnering results are the basis of the development of very advanced devices used both for civil and military applications over several decades.
Even if I could indicate solely a few names of this important team, I support fully the whole group for their application to the STATE PRIZE of UKRAINE.

Roman Grill

The fruitful cooperation between the Group of Semiconductor and Semiconductor Optoelectronics, Charles University in Prague and the group of Prof. O.Panchuk devoted to the technology of II-VI semiconductors lasts many decades already. The collaboration has intensified especially in the past 15 years, when we have oriented our effort to the research of CdTe and (CdZn)Te semiconductors. The help of the group of Prof. Panchuk allowed us to speed up our work and to arrange more effective and principal experiments. The results of the joint research were presented in more than 10 papers published in international peer reviewed journals.

The group of Prof. Panchuk represents one of the most credible teams over the world working in the research of II-VI semiconductors. I am looking forward for our continuous cooperation and new findings, which we disclose. I am glad that I may support the nomination of the group for the State Prize of Ukraine.

Assoc.Prof. RNDr. Roman Grill, CSc.
Head of the Group of Semiconductors and Semiconductor Optoelectronics
Charles University in Prague, Faculty of Mathematics and Physics
Institute of Physics
Ke Karlovu 5
CZ-121 16, Prague 2
Czech Republic

phone: +420 221 911 331
fax: +420 224 922 797
e-mail: grill@karlov.mff.cuni.cz

Prof. Dr.Kestutis Jarasiunas , Vilnius University, Lithuania

I have collaborated with a team of Prof. Petro Fochuk and his co-workers in the framework of joint NATO CLG Project (2005-2007), investigating photoelectrical and nonlinear optical/photorefractive properties of differently compensated CdTe. The parameters of materials grown at Chernivtsy were optimized and comparable with those, obtained by Belgium and Spanish teams, which used other deep dopants.
The achievements of the Chernivtsy university in CdTe technology are known worldwide, and I can note that Vilnius university has succesful collaboration in earlier time on II_VI compound research, with Prof Aloyzas Sakalas as well.

I support the work and candidates for State Prize, while the period from 1965 seems too long and might shortened to the last 20 years (1990-2010), I guess.

K.Jarasiunas,
Institute of Applied Research, Vilnius University
e-mail

Jüri Krustok, Tallinn, Estonia

I know this group for many years and had a chance to publish also some papers together. I think it is extremely important that they continue their work with CdTe. I totally support this group and think they deserve this science prize.

Prof. Jüri Krustok

-------------------------------------------------------------------
Tallinn University of Technology
Ehitajate tee 5, Tallinn 19086
ESTONIA
phone: +372 620 3364
fax: +372 620 3367
GSM: +372 523 6945
WWW: http://staff.ttu.ee/~krustok
E-mail: jyri.krustok@ttu.ee

Ivan Turkevych, AIST, Japan

Як випускнику кафедри Неорганічної Хімії ЧНУ, для мене є великою честю написати лист на підтримку подання роботи О.Е. Панчука, П.І. Фейчука, Л.П.Щербак, П.М.Фочука та ін. на здобуття Державної Премії в галузі науки і техніки. Починаючи з 60-х років колективу кафедри вдалося створити один з найкращих наукових центрів СРСР та України з вивчення фізико-хімічних властивостей кристалів A2B6 та А4B6, а також створити наукову школу з підготовки спеціалістів з даної тематики. Наукові роботи кафедри мають світовий пріоритет з багатьох фундаментальних та прикладних питань матеріалознавства неорганічних напівпровідників. Зокрема, унікальні експериментальні та теоретичні дослідження фазових переходів, діаграм стану та квазіхімічної рівноваги точкових дефектів в бінарних та багатокомпонентних системах халькогенідів створили фундамент для розробки технологій отримання оптоелектронних матеріалів з широким спектром властивостей. Потрібно відзначити тісну співпрацю кафедри з науково-ємними підприємствами мирного та оборонного профілю та високу прикладну віддачу від її наукових розробок.

Не зважаючи на катастрофічне скорочення фінансування науки починаючи з 90-х років, кафедрі Неорганічної Хімії ЧНУ вдалося зберегти, а в деяких напрямках навіть наростити науковий потенціал, в основному за рахунок продуманої кадрової політики, а також розширення вітчизняного та міжнародного співробітництва. Зокрема розпочато розробку нової тематики з синтезу нанорозмірних частинок CdTe та створення на їх основі оптично активних багатошарових структур.

Я глибоко вдячний викладачам кафедри за високий рівень викладання, формування мене, як спеціаліста, через залучення до наукової роботи кафедри, та за допомогу на початку моєї кар'єри, як науковця.

Відродження та модернізація національної високотехнологічної промисловості є державним пріоритетом, який неможливо реалізувати без підтримки дієздатних наукових шкіл, спроможних швидко наростити кадровий потенціал для даного сектору індустрії. Кафедра Неорганічної Хімії ЧНУ була і залишається одним з найактивніших та найкращих центрів України з підготовки науково-технічних кадрів в області матеріалознавства напівпровідників. Державна підтримка роботи О.Е. Панчука, П.І. Фейчука, Л.П. Щербак, П.М.Фочука та ін. представлена Чернівецьким Національним Університетом має велике значення для розвитку національного наукового потенціалу.

Іван Туркевич.

Ivan Turkevych, Ph.D.
Research Scientist
Research Center for Photovoltaic Technologies
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan
Tel: +81-29-861-5519
E-mail: Ivan.Turkevych@aist.go.jp

ГістьЗломанов Владимир Павлович

Поддерживаю выдвижение представленного коллектива- О.Э.Панчука, П.М.Фочука,Л.П.Щербак, П.И.Фейчука и др. для присуждения Государственной премии Украины в области науки и техники. Работы коллектива имеют большое фундаментальное и прикладное значение для материаловедения неорганических полупроводников, в медицине для диагостики онкологическеих заболеваний, для биологии и защиты экологии окружающей среды. Авторы внесли серьезный вклад в химию дефектов, термодинамику и кинетику неорганического синтеза, фазовых превращений. Результаты, полученные авторами, отличаются глубиной, достоверностью , новыми оригинальными подходами к синтезу материалов с заданными составом, структурой и свойствами.Следует отметить и высокий международный авторитет членов коллектива.
Лауреат Государственной премии России заслуженный профессор Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова В.П.Зломанов

Prof. Dr. Peter Rudolph, Institute for Crystal Growth Berlin

I emphatically support the prize award to this team around worldwide well-known specialists O.E. Panchuk, P.M. Fochuk, L.P. Shcherbak, P.I. Feychuk. Excellent papers on analysis of CdTe melt structuring are published since 1996 which contribute essentially to understanding of the complexity of II-VI melting process being absolutely different from III-Vs. Only few groups in the world are familiar with this important material speciality, such as melt structuring influencing the crystallization quality markedly. Meanwhile, fruitful European co-operations with related groups in Strasbourg and Freiburg are occured. Without considering the team’s results the proper growth of high-quality II-VI crystals would be impossible.

Maksym Kovalenko

Maksym Kovalenko, Ph. D.
Department of Chemsitry
University of Chicago,
IL 60637, USA
email: mvkovalenko@uchicago.edu
phone: 1 773-366-2232

I am glad that I've got a chance to post my comment on the works of Panchuk O. E., Fochuk P. M., Scherbak L. P., Feichuk P. I. and others. As a former student of the aforementioned scientists, I am proud that I've been educated and trained by them. At the Institute of inorganic chemistry, I've been lucky to be the first student working on the synthesis of semiconductor nancorystals under supervision of Dr. Scherback and Dr. Feichuk. This was an important starting point for my further career in the field of semiconductor nanomaterials.

INORGANIC CHEMISTRY INSTITUTE at Chernivtsi National University, led by Panchuk O.E. and later by Fochuk P. M., has remarkable contributions to the chemistry and physics of semiconductors, as well as to the development of the next generation scientists.

Specifically, I would like to highlight the following:

1. Strong international reputation and recognition of the group.

2. Extensive international collaborative efforts that have been developed during the last 10-20 years in partnership with scientists from Czech republic, Austria, Germany, USA etc.

3. High quality of teaching. Note that inorganic chemistry in the first chemistry discipline taught to undergraduate students and, therefore, the quality of teaching set a high standard for the following years.
Furthermore, special courses offered for master students cover broad topics of modern chemistry and physics of semiconductors.

4. Undergraduate research opportunities. STRONG undergraduate research program has enormous contribution to the development of young scientists. Many graduates are now recognized scientists working around the globe.

Definitely, this is one of the top research groups in Ukraine and they really need a strong support from the government.

Федорчук А.О., зав. каф. неорг. та орг. хім. ЛНУВМтаБТ ім.Гж

Робота заслуговує уваги. Школа відома в Україні і за кордоном. Матеріали опубліковані в роботах вказаних авторів часто використовую і завжди 100% відтворення результатів.