Dr Anastasiia Lysak spędzi trzy miesiące na Pohang University of Science and Technology (POSTECH) w Korei Południowej. Dzięki dofinansowaniu z konkursu MINIATURA Narodowego Centrum Nauki będzie rozwijać badania nad łączeniem zaawansowanych materiałów wykorzystywanych w technologiach półprzewodnikowych.
Na co dzień dr Anastasiia Lysak pracuje w Grupie Badawczej Epitaksji Związków Półprzewodnikowych w Łukasiewicz – PORT, kierowanej przez prof. Detlefa Hommela. Zajmuje się wzrostem heterostruktur azotków grupy III metodą MOVPE – technologią pozwalającą w kontrolowany sposób wytwarzać wysokiej jakości warstwy materiałów półprzewodnikowych.
Badaczka ma już doświadczenie w tej dziedzinie – doktorat w Instytucie Fizyki PAN poświęciła wzrostowi i charakteryzacji struktur półprzewodnikowych. Teraz chce rozwinąć kolejny kierunek badań – integrację materiałów dwuwymiarowych z półprzewodnikami azotkowymi.
Jak połączyć materiał 2D z półprzewodnikiem
Projekt dr Anastasii Lysak dotyczy połączenia h-BN, czyli heksagonalnego azotku boru, z GaN – azotkiem galu. GaN jest półprzewodnikiem wykorzystywanym m.in. w optoelektronice, natomiast h-BN to materiał o warstwowej strukturze, należący do grupy materiałów 2D i wyróżnia się unikalnymi właściwościami fizycznymi.
Wyzwaniem jest takie połączenie obu materiałów, aby powstająca warstwa była trwała i miała odpowiednie właściwości: – Musimy dobrać takie warunki wzrostu, żeby warstwa h-BN była dobrej jakości i tworzyła odpowiednie połączenie z GaN. Chcemy też zrozumieć procesy zachodzące na granicy materiału 2D i 3D – wyjaśnia dr Anastasiia Lysak.
Badaczce zależy na opracowaniu kontrolowanego procesu wzrostu h-BN bezpośrednio na GaN. Obecnie h-BN może być integrowany z GaN m.in. poprzez transfer. Możliwość wytwarzania całej struktury w jednym procesie technologicznym MOVPE mogłaby w przyszłości poprawić jakość i wydajność urządzeń półprzewodnikowych i optoelektronicznych, m.in. diod DUV, fotodetektorów czy tranzystorów.
Do ekspertów od h-BN i GaN
Wybór Korei Południowej nie był przypadkowy. Na POSTECH działa zespół prof. Jong Kyu Kima, należący do wiodących grup badawczych zajmujących się h-BN i jego wzrostem na GaN.
– Wybrałam tę grupę, ponieważ ma duże doświadczenie w tym temacie i publikacje dotyczące takich materiałów. Chcę poszerzyć swoją wiedzę zarówno w zakresie ich wzrostu, jak i charakteryzacji – mówi dr Lysak.
Podczas trzymiesięcznego pobytu będzie pracować nad wzrostem warstw h-BN na GaN, badać ich właściwości i analizować procesy zachodzące na granicy obu materiałów. Ważnym elementem stażu będzie również poznanie metod charakteryzacji niezwykle cienkich warstw i korzystanie z infrastruktury pozwalającej przejść od wytwarzania materiału do przygotowywania prototypów urządzeń.
Staż w Korei ma dać dr Lysak konkretne know-how, które po powrocie będzie mogła wykorzystać przy rozwijaniu procesu h-BN/GaN w laboratoriach wrocławskiego instytutu: – Mamy w Łukasiewicz – PORT możliwości przygotowywania takich struktur, więc będzie można dalej rozwijać ten kierunek, krok po kroku – mówi badaczka.
W dalszej perspektywie badania mogą stać się podstawą większych projektów i współpracy z innymi ośrodkami zajmującymi się technologiami półprzewodnikowymi.
