Laboratorium Właściwości Elektrycznych Półprzewodników

Od badań podstawowych nanostruktur po rozwój nowoczesnych technologii. Nasz zespół badawczy specjalizuje się w badaniach materiałów półprzewodnikowych i nanostruktur za pomocą różnorodnych elektrycznych i fotoelektrycznych technik eksperymentalnych. Nazwa naszej grupy – Laboratorium Właściwości Elektrycznych Półprzewodników (LEPS) – historycznie związana jest z główną gałęzią badań naukowych, którą prowadziliśmy w przeszłości i kontynuujemy do dziś. Badania koncentrują się na badaniu defektów, mechanizmów transportu prądu oraz właściwości elektrycznych złączy półprzewodnikowych, takich jak diody Schottky’ego, diody p-i-n i złącza p-n, z wykorzystaniem technik pomiarów elektrycznych. Techniki te obejmują pomiary prąd-napięcie (I-V) i pojemność-napięcie (C-V), a także spektroskopię admitancyjną i spektroskopię przejściową głębokiego poziomu (DLTS), wraz z jej odmianami, takimi jak LDLTS, ODLTS, PICTS i inne.

Z biegiem czasu zakres naszych badań znacznie się poszerzył. Obecnie LEPS koncentruje się również na badaniu właściwości strukturalnych różnych materiałów z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) i spektroskopii Ramana. Wykorzystujemy technikę rozpraszania Ramana do analizy odkształceń i dynamiki sieci krystalicznej w różnych materiałach stałych. Ponadto, nasze badania obejmują badanie właściwości optycznych struktur półprzewodnikowych. W pomiarach optycznych wykorzystujemy fotoluminescencję (PL) oraz wykonujemy pomiary spektralne transmisji, odbicia, fotoprądu i wydajności kwantowej. Wszystkie te techniki są dostępne w jednym z naszych głównych laboratoriów – Narodowym Laboratorium Technologii Kwantowych – gdzie wykorzystujemy najnowocześniejszy sprzęt i rozległą wiedzę naszego zespołu do prowadzenia badań podstawowych z zakresu fizyki, technologii i inżynierii materiałowej.

LEPS jest również wyposażony w symulator słoneczny, umożliwiający pomiary krzywych I-V w szerokim zakresie temperatur. Badania te prowadzone są na strukturach półprzewodnikowych o potencjalnym zastosowaniu jako ogniwa słoneczne. Ponadto koncentrujemy się na charakterystyce struktur fotodetektorów, wykorzystując własnoręcznie wykonany system do pomiaru różnych parametrów fotodetektora, takich jak reponsywność, wykrywalność i czułość. System ten zawiera wzmacniacz prądowy oraz źródła światła laserowego i LED działające w szerokim zakresie długości fal, co pozwala również na zmiany warunków, takich jak temperatura czy odkształcenie.

Obecnie nasze badania dzielą się na trzy główne obszary naukowe:
(1) Optoelektronika: obejmująca badania detektorów pirofototronicznych niewymagających zewnętrznego zasilania, opartych na zjawiskach piroelektrycznych, fotowoltaicznych, ferroelektrycznych i/lub plazmonicznych; badania podstawowe struktur z nanoprzewodami i studniami kwantowymi na bazie Zn(Cd,Mg)O i związków AlGaN/GaN do zastosowań w emiterach światła (np. diodach laserowych); badania podstawowe struktur z nanoprzewodami na bazie GaN, w tym warstw metalicznych, które zapewnią tzw. recykling fotonów wydłużający ich ścieżkę absorpcji w warstwie aktywnej emiterów światła; badania podstawowe procesu nasycania światłem/segregacji faz i pasywacji defektów w perowskitach metalohalogenkowych.
(2) Elektronika: charakterystyka defektów w półprzewodnikach stosowanych w elektronice, tj. krzemie, arsenku galu, azotku galu, tlenku cynku itp.
(3) Fotowoltaika: charakterystyka nowych materiałów do nieorganicznych i perwoskitowych ogniw fotowoltaicznych.