Mokslo tiriamųjų darbų/ praktikų temos magistrantams

2018/2019 m. m.


Tema: Organinių lazerinių kristalų optinės savybės / Optical properties of organic laser crystals

Aprašymas:

Organiniai šviestukai jau yra kiekvieno kišenėje, Jie sudaro jūsų telefono ar vaizduoklio šviečiančius taškelius. Tačiau elektriškai kaupinami organiniai lazeriai vis dar nesukurti. Manoma, kad organiniai kristalai gali užtikrinti didelį krūvininkų tankį reikalangą lazeriavimo sąlygoms. VU Fotonikos ir nanotechnologijų institute sukurti bifluorenų lazeriniai kristalai rodo sustiprintos savaiminės spinduliuotės rekordines vertes. Šie kristalai yra toliau tobulinami, siekiant geresnių krūvio pernašos savybių. Tokių kristalų optinės savybės ir bus tiriamos šiame darbe.

Studentas susipažins su kristalų auginimo technologija. Iįsisavins keletą optinio charakterizavimo metodų, išanalizuos ultrasparčius sužadinimo dinamikos vyksmus, suformuluos išvadas apie kristalų optinio stiprinimo parametrus bei jų tinkamumo lazeriniams taikymams.

Vadovas: prof. Saulius Juršėnas (), NFTMC B203 kab.


Tema: Sąryšio tarp krūvininkų difuzijos ir lokalizacijos gylio tyrimas InGaN kvantiniuose lakštuose

Aprašymas:

Perovskitiniai kristalai yra perspektyvios medžiagos fotonikos ir optoelektronikos taikymams, jų tyrimo rezultatai gausiai publikuojami aukšto lygio žurnaluose. Perovskitiniai kristalai gali būti pritaikomi elektromagnetinės spinduliuotės detektoriuose, lazeriuose, tranzistoriuose ir pan. Jų pritaikomumas vertinamas matuojant krūvio nešėjų transporto procesus: rekombinacijos ir difuzijos procesus. Didelės pasiekiamos šių parametrų vertės byloja apie gerą medžiagos kokybę ir įvairaus pritaikymo galimybes.

Darbo tikslai: perovskitinių metilamonio švino halogenidų kristalų auginimas iš tirpalo varijuojant halogenidus. Krūvininkų rekombinacijos trukmės ir difuzijos koeficiento matavaimai nuo sužadinimo ir temperatūros naudojant dinaminių gardelių, laikynės skyros laisvakrūvės sugerties, mikrobangų sugerties ir fotoliuminescencijos metodus. Gautų priklausomybių analizė taikant rekombinacijos ir difuzijos modelius. Kristalų stabilumo optiniam poveikiui tyrimą.

Vadovas: dr. Patrik Ščajev (), NFTMC B227 kab.


Tema: THz žibintas -- nekoherentinis emiteris parabolinių kvantinių duobių pagrindu/ THz torch -- incoherent emitter based in parabolic quantum wells

Aprašymas:

Terahercai yra sparčiai auganti tyrimų sritis, o THz fotonikos laboratorijoje kuriamos technologijos yra unikalios pasauliniu mastu.
Vystant naują terahercų emiterių technologiją kuriamas prototipinis puslaidininkinis prietaisas. Vykdomi darbai trimis kryptimis: (a) prietaiso charakteristikų modeliavimas taikant skaitmeninius skaičiavimo metodus; (b) prietaiso gamyba įskaitant struktūrų auginimą ir apdirbimą;
(c) eksperimentinis puslaidininkinio prietaiso prototipo tyrimas. Todėl plati darbo tema sudaro galimybę studentui pasirinkti tyrimo metodą ir veiklas pagal polinkį atskleisti savo talentą skaitmeninio modeliavimo, technologijos ar eksperimentinės fizikos srityse. Vykdoma tema yra nauja ir įdomi, bet reikalaujanti pastangų ir polėkio.

Priklausomai nuo studento pasirinktos krypties, bus galima: (a) suskaičiuoti emisijos spektrą THz dažnių ruože ir priklausomybes nuo valdymo parametrų; (b) pagaminti bandinį eksperimentui: nuo epitaksinių puslaidininkinių sluoksnių auginimo iki kontaktų uždėjimo; (c) paruošti eksperimentinį stendą ir atlikti THz žibinto emisijos matavimą.

Vadovas: dr. Mindaugas Karaliūnas (), NFTMC D114 kab.


Tema: Terahercinių difrakcinių elementų ir jų kombinacijų su metamedžiagomis savybių modeliavimas/ Diffractive optics combined with meta-materials design simulation

Aprašymas:

Terahercinių šaltinių ir naujų detektorių tyrimai skatina toliau ieškoti naujų sprendimų kuriant kompaktiškas vaizdinimo sistemas. Dažniausiai tokiose sistemose naudojami standartiniai lęšiai, gaminami iš teflono ar didelio tankio polietileno bei paraboliniai veidrodžiai. Mažinant sistemos matmenis ir didinant vaizdinimo rezoliuciją reikalingi trumpo židinio nuotolio lęšiai, jie neišvengiamai bus stori ir slopins pro juos praeinančia THz spinduliuotę. Vienas iš būdų yra keisti dabar naudojamus masyvius optinius veidrodžius ir lęšius daug kompaktiškesniais difrakciniais komponentais. Specifinėms vaizdinimo sistemoms, tokioms kaip spektroskopinis vaizdinimas yra aktualios tik tam tikros spektrinės linijos. Tinkamus specifinius dažnius galima parinkti naudojant metamedžiagas Difrakcinius komponentus jungiant su metamedžiagų rezonansinėmis savybėmis galima sukurti daugiafunkcinį elementą.

Darbo tikslas: sumodeliuoti fokusavimo bei spektrines savybes jungiant difrakcinių elementų dizainus kartu su įvairiomis metamedžiagų konfigūracijomis.

Vadovas: dr. Linas Minkevičius (), NFTMC D114 kab.


Tema: AT ir HVPE-AT didžiavaržio GaN fotolaidumo ir fotoliuminescencijos spektrinių bei relaksacinių charakteristikų koreliacijos tyrimas/ Study of correlation between spectral and transient characteristics of photoconductivity and photoluminescence in AT and HVPE compensated GaN

Aprašymas:

Siekiant sukurti mažų nuotėkio srovių bei aukšto dažnio GaN prietaisus svarbią įtaką daro taškiniai defektai. Taškinių defektų GaN identifikacija ir jų įtaka spektrinėms ir relaksacinėms GaN medžiagų savybėms yra aktuali ir plačiai nagrinėjama modernioje mokslinėje literatūroje, atskleidžiant daug problemų. Taškiniai defektai yra ypač aktualūs formuojant mažo dislokacijų tankio AT ir HVPE GaN kristalus, legiruotus didelės koncentracijos kompensuojančiomis Mg, Mn bei C priemaišomis. Šių priemaišų būsenų ir jų kompleksų su savitaisiais ir technologiniais defektais tyrimas yra aktualus tiek moksliniu, tiek taikymų aspektais.

Darbo tikslai: 1) Išnagrinėti modernią literatūrą apie AT bei HVPE GaN medžiagas ir defektus jose. 2) Įsisavinti MW-PC it TR-PL metodikas ir išmokti valdyti matavimo įrenginius. 3) Ištirti MW-PC ir TR-PL charakteristikas įvairiuose išeities AT bei HVPE GaN medžiagų ir apšvitintuose dariniuose. 4) Išanalizuoti MW-PC kinetikų parametrų bei TR-PL relaksacinių bei spektrinių charakteristikų koreliaciją ir defektų pasireikškimą jose.

Vadovas: prof. Eugenijus Gaubas (), NFTMC B230 kab.


Tema: Mechaninio poveikio detektoriaus, pagrįsto 2D medžiagų dariniais, formavimas ant lankstaus padėklo ir jo tyrimas/ Development and investigation of a detector for mechanical force using two-dimensional structures with flexible substrate

Aprašymas:

Dvimatės ir joms tapačios pagal savybes medžiagos atvėrė naujas galimybes kurti ir taikyti itin mažų matmenų, lengvus bei ypač mažai energijos naudojančius elektroninius prietaisus, kurie taip pat būtų lengvai integruojami daugiafunkcinėse sistemose. Šiuo metu, darinius iš grafeno, pereinamųjų metalų chalkogenidų bei ultra-plonieji oksidų sluoksnių intensyviai bandoma pritaikyti mechaninio poveikio detektavimui, tikintis tokio tipo detektorius integruoti į įvairių poveikių skaitmenizavimo sistemas, kaip, pvz., žmogaus judesio atpažinimo sistema išmaniuosiuose rūbuose. Darinių formavimo principai, metodai bei medžiagos, kuriuos parenkant tikslingai pritaikomos prietaiso charakteristikos yra intensyvių bet dar ankstyvos stadijos tyrimų objektai. Kryptingam tyrimų vykdymui labai svarbu patikrinti idėjas veikiančiuose modeliuose. Šiame darbe siūloma vieną iš tokių idėjų patikrinti modelyje, kuris būtų suformuotas, kombinuojant grafeną, molibdeno disulfidą ir metalo oksidą.

Darbo tikslas: 1) Įsisavinti 2D medžiagų perkėlimo ant pasirinkto padėklo metodus.
2) Suformuoti sluoksniuotus darinius su elektriniais kontaktais, vertikalaus ir horizontalaus jungimo sandūromis, apsauginiu bei fizinį atsparumą užtikrinančiu lanksčiu korpusu.
3) Įsisavinti medžiagų eksperimentinio charakterizavimo metodus (Ramano ir optinę spektroskopijas, skenuojančiojo zondo mikroskopiją ir elektrinių parametrų matavimo) bei ištirti matuojamų charakteristikų priklausomybes nuo bandinio formavimo sąlygų.
4) Išmatuoti veikiančio modelio parametrų priklausomybes nuo išorinio mechaninio poveikio: kryptinio spaudimo, lenkimo, tempimo.

Vadovas: dr. Viktorija Nargelienė (), NFTMC C228 kab.


 Tema: Vertikalios metalo-grafeno-metalo struktūros formavimas ir elektrinių savybių tyrimas/ Formation and investigation of electrical properties of vertically stacked metal-graphene-metal structure

Aprašymas: Nuo to laiko, kai buvo atrastas grafenas ir už eksperimentus su šia 2D medžiaga 2010-aisiais metais paskirta Nobelio premija, 2D medžiagų ir jų heterostruktūrų (dar vadinamų van der Waals vardu) tyrimai vystosi itin intensyviai. Panaudojant 2D medžiagas konstruojami tuneliniai tranzistoriai, rezonansiniai tuneliniai diodai ir netgi šviestukai (LED‘ai). Pagrindiniai 2D medžiagų privalumai konstruojant prietaisus yra „lengvas“ jų elektrinių savybių keitimas, pvz. medžiagos draustinių energijų tarpas kinta nuo atominių sluoksnių skaičiaus, o išoriniu elektriniu lauku galima keisti Fermi energijos padėtį ir elektronų būsenų tankį.
Nors yra gana daug mokslinių publikacijų, kuriose teoriškai nagrinėjamos vertikalių metalo-grafeno struktūrų savybės ir galimi jų taikymai, vis tik eksperimentinių rezultatų trūksta. Sėkmingiausi eksperimentiniai darbai atlikti panaudojant taip vadinamą „plėšytą“ grafeną, kai grafeno sluoksniai atplėšiami nuo aukštos orientacijos pirolitinio grafito (HOPG). Tokiu metodu suformuotas grafenas yra santykinai brangus ir sunku kontroliuoti atominių sluoksnių skaičių bei formą. Siekiant panaudoti grafeną pramoninių prietaisų gamyboje pastaruoju metu imtas naudoti cheminiu nusodinimu iš garų fazės (CVD) suformuotas grafenas. CVD grafenas turi gana daug struktūrinių defektų (raukšlių, plyšimų, dvisluoksnio grafeno zonų), todėl suformuoti metalo-grafeno-metalo struktūrą, kurioje nėra tiesioginio elektrinio kontakto tarp viršutinio ir apatinio metalų yra nemenkas iššūkis, o eksperimentinių tokios struktūros elektrinių savybių tyrimų beveik nėra.
Įdomumas. Studentas išmoks dirbti su naujausia moksline-technologine įranga, pasigaminti prietaisą bei jį charakterizuoti.

Darbo tikslas: 1. Ant Si/SiO2 padėklo suformuoti santykinai lygų (RMS < 2 nm) metalinį sluoksnį.
2. Perkelti vienasluoksnį grafeną ant suformuoto metalinio kontakto.
3. Įvertinti perkelto grafeno kokybę ir parinkti viršutinių kontaktų matmenis.
4. Suformuoti pasirinkto dydžio ir formos metalinius elektrodus ant grafeno paviršiaus.
5. Ištirti suformuotų metalo-grafeno-metalo struktūrų elektrines charakteristikas.

Vadovas: dr. Virginijus Bukauskas (), NFTMC C231 kab.


Tema: Šviestukų kontaktinių dangų tyrimas/ Investigation of LED contact layers

Aprašymas: Naujų p-GaN kontakto sandūrų kūrimas ir testavimas, jų vienalytiškumo bei elektrinių savybių tyrimas siekiant didesnio išorinio kvantinio efektyvumo yra svarbūs uždaviniai, kuriuos sprendžia šviestukų industrija. Atominių sluoksnių nusodinimo technologija, pirolizė bei sol-gel nusodinimas - tai vienos iš pagrindinių šviestukų kontaktų formavimo technologijų-alternatyvų, kurioms gamintojai pranašauja proveržio ateitį. Darbo uždaviniai siejami, būtent, su šviestukų gamintojų optiškai ir elektriškai laidžių, vienalyčių, efektyviai šviesą perspinduliuojančių, bet taip pat ir nuo aplinkos poveikio apsaugančių, dangų ištyrimu. Vėliau šios dangos bus testuojamos komerciniuose šviestukuose.

Darbo tikslas: asistuoti dangų struktūrinės analizės (Rentgeno struktūrinė analizė, optinis bei skenuojantis elektronų mikroskopai) bei atkaitinimo eksperimentuose, atlikti elektrinių parametrų tyrimus (voltamperinės charakteristikos, elektrinis pramušimas).

Vadovas: prof. Roland Tomašiūnas (), NFTMC B411 kab.


Tema: Heterosandūros tarp Si ir 2D MoS2 sluoksnių tiesioginis formavimas ir fotovoltinių charakteristikų tyrimas/ Direct formation of Si and 2D MoS2 heterojunction and investigation of its photovoltaic properties

Aprašymas: Sparčiai augantys sprendimai žmonių gyvenimo kokybės gerinimui lemia vis didėjantį kasdieninėje veikloje naudojamų išmaniųjų prietaisų leidžiančių našiau ar patogiau atlikti kasdienius veiksmus, stebinčių žmogaus organizmo funkcijas ar saugančių namus kiekį. Didžiausia problema tokių prietaisų gamyboje vis dar lieka autonominio maitinimo šaltinių ir sensorių pasirinkimas. Siekiant suderinti išmaniąją prietaiso dalį, dažniausiai paremtą silicio (Si) technologijos pagrindu, su maitinimo šaltinių ir sensorių technologijomis vis dažniau susiduriama su apribojimais dėl technologijų nesuderinamumu. Todėl vis labiau žvalgomasi į hibridinius silicio ir kitų medžiagų detektorius ir maitinimo šaltinius. Hibridiniai fotodetektoriai bei saulės elementai Si ir dvimačio molibdeno disulfido (MoS2) pagrindu sulaukė didelio susidomėjimo dėl savo charakteristikų. Norint gauti norimų charakteristikų fotodetektorius ar efektyviai veikiančius saulės elementus labai svarbi kontroliuojamų savybių 2D sluoksnių tiesioginio formavimo technologija. Ši tema skirta tokios technologijos tyrimui ir ja suformuoto fotovoltinio elemento savybių tyrimui.

Darbo tikslas: 1) Įsisavinti MoS2 tiesioginio formavimo ant Si padėklo metodiką.
2) Įsisavinti MoS2 eksperimentinio charakterizavimo metodus bei įvertinti suformuotų MoS2 sluoksnių sąvybes.
2) Suformuoti fotovoltinius heterosandūrinius elementus.
4) Išmatuoti fotovoltinių elementų parametrų priklausomybę nuo MoS2 formavimo technologinių sąlygų.

Vadovas: dr. Marius Treideris (), NFTMC C230 kab.


Tema: Tiesioginio lazerinio rašymo poveikio elektrinėms ir optinėms 2D-MoS2 sluoksnių savybėms tyrimas/ Investigation of the direct laser writing on electrical and optical properties of 2D-MoS2 films

Aprašymas: Siekiant pagerinti gyvenimo kokybę vis dažniau buityje ir kasdiena naudojamų prietaisų sąraše atsiranda išmanieji prietaisai stebintys įvairias žmogaus organizmo funkcijas, saugantys namus ar sekantys ar netrūksta maisto produktų šaldytuve. Daiktų internetas (Internet of Things) vis labiau turi pastebimą įtaką kiekvienuose namuose išmaniųjų irenginių prijungtų prie interneto pavidalu. Tačiau platesnę tokių įrenginių gamą vis dar riboją technologiniai veiksniai lemiantys jų kainą. Dažnai viso labo reikia, kad tokie įrenginiai vis labo turėtų sensorius ir matavimų rezultatų perdavimo elementus. Dvimačiai molibdeno disulfido (MoS2) sluoksniai vieni iš kandidatų tokioms sistemoms, kadangi dėl savo savybių gali būti naudojami tokių sistemų sensoriams formuoti. Keičiant 2D sluoksnių skaičių keičiasi MoS2 draustinės juostos tarpas. Taip pat tokie sluoksniai gali būti legiruojami priemaišiniais atomais. Suformavus skirtingų savybių 2D MoS2 sluoksnių struktūrą ant padėklo galima gauti veikiančius sensorius. Tokiam struktūros su skirtingomis savybėmis formavimui perspektyvi technologija yra preciziškai valdomas lazerinis rašymas, kurio siekiama ne tik pašalinti 2D sluoksnį minimaliai pažeidžiant padėklą norimose vietose, bet ir modifikuoti to sluoksnio optinės ir elektrinės savybės kontroliuojamai keičiant sluoksnių skaičių ar sluoksnio legiravimą. Šioje temoje siūlomas tiesioginio lazerinio rašymo įtakos dvimačio molibdeno disulfido (MoS2) sluoksnių elektrinėms ir optinėms savybėms tyrimas.

Darbo tikslas: 1) Įsisavinti tiesioginio lazerinio rašymo metodiką.
2) Įsisavinti MoS2 eksperimentinio charakterizavimo metodus bei įvertinti modifikuotų MoS2 sluoksnių sąvybes.
3) Išmatuoti MoS2 sluoksnių optinių ir elektrinių parametrų priklausomybę nuo MoS2 modifikavimo lazeriu technologinių sąlygų.

Vadovas: dr. Marius Treideris (), NFTMC C230 kab.

Siekdami užtikrinti jums teikiamų paslaugų kokybę, Universiteto tinklalapiuose naudojame slapukus. Tęsdami naršymą jūs sutinkate su Vilniaus universiteto slapukų politika. Daugiau informacijos