Цели и задачи направления:

Исследования структуры и элементного состава веществ методами электронной микроскопии, оптической спектроскопии и рентгеновской дифракции.

Исследования электрических, оптоэлектронных и акустоэлектронных свойств новых сверхтвердых, углеродных, композиционных материалов, разработка и изготовление различных видов сенсоров и активных устройств электроники, опто- и акустоэлектроники на их основе.

Виды и диапазоны измерений:

Оптическая спектроскопия

Оборудование:
• Вакуумный Фурье- спектрометр c ИК микроскопом и криостатом от 80К VERTEX 80v/HYPERION (Bruker);
• Комплекс для оптических спектральных исследований и КРС в диапазоне температур от 5 до 196 К на базе спектрометра TRIAX series (HORIBA Jobin Yvon Inc.);
• Лазерная многоволновая система для возбуждения и регистрации спектров фотолюминесценци и комбинационного рассеяния света в ультрафиолетовом (213 и 266 нм) и фиолетовом (405 нм) спектральных диапазонах Impress 213 (XITON);
• Лазерная система для многоволновой рамановской микроскопии A-9836-4875 RENISHAW 405L-21A INTEGRATED OPTICS (Входит в комплекс);
• Рамановский спектрометр- микроскоп in Via 0914-20 Renishaw.

Комбинационное рассеяние света (КРС).
Фурье-спектроскопия ИК-поглощения и отражения.

Фотолюминесценция.
УФ-, видимое- и ИК-поглощение.

244, 257, 458, 488, 514, 568, 633 и 647 нм.

4,5 - 800 К для КРС и фотолюминесценции.
80 - 300 К для ИК-поглощения и отражения.

Интегральная оптическая система для оптических спектральных исследований в диапазоне температур от 5 до 800 К.

Образцы для ИК измерений должны быть либо измельчены в порошок с размерами частиц до 2 мкм, либо иметь полированные поверхности. При исследовании на просвет плёнок подложка должна быть из материала пропускающего ИК излучение. При исследовании методом КРС наноноструктурных порошков необходима тщательная химическая очистка от люминесцирующих примесей или использовать чистые материалы при получении этих порошков.

Рентгеноструктурный анализ

Оборудование:
• Рентгеновский комплекс исследования топографии XRT-100 (RIGAKU/Fuji¬ Film);
• Универсальный дифрактометр Empyrean;
• УНУ Рентгеновская установка (PANalytical, Rigaku, Newport).

Система ARL X'TRA работает в диапазоне углов 2θ от -8° до 160°, снабжена системой цифрового сервопривода высокого разрешения с оптическим декодером (точность декодера ± 0,00025 градуса). Прибор снабжен коллиматорными щелями Соллера 1,15° и гибкой системой щелей для отраженного излучения, постоянно подстраиваемой микрометром в диапазоне 0 - 10 мм. В качестве источника рентгеновского излучения используется Cu рентгеновская трубка с максимальной мощностью 2000 Вт.

Empyrean – универсальный дифрактометр, предназначенный для исследования как поликристаллов, так и совершенных монокристаллов. Дифрактометр оснащен современными рентгенооптическими модулями и высокоскоростным высокочувствительным 2D полупроводниковым детектором PIXel 3D. Это позволяет реализовать с их помощью практически все методы рентгенодифракционного анализа, включая рентгеновскую томографию.

• Метод Ланга - топография на просвет в узком пучке и секционная топография;
• Метод Берга-Баррета - топография на отражение;
• Высокоразрешающая рентгеновская топография на отражение с использованием кристалл-коллиматора-монохроматора;
• Измерение интенсивности дифрагированного пучка и построение кривых дифракционного отражения;
• Высокоразрешающая дифрактометрия с использованием кристалл-коллиматора:
  
    а) Построение карты распределения интенсивности в узлах обратной решетки;
    б) Относительные измерения параметров кристаллической решетки.

• Генератор рентгеновского излучения Rigaku UltraX-18 с вращающимся анодом. Мощность - до 18 кВт, со сменными анодами (Mo, Cu, W, Ag), точечный и линейный фокус;
• Держатель образов диаметром до 100 мм;
• Кристалл-коллиматор Si(220)×4 с расходимостью пучка 5 угл.сек, спектральная расходимость Δλ/λ=6×10^-5;
• Кристалл-анализатор Si(220)×2, угол приема 5 угл.сек;
• Детекторы: рентгеновская телекамера, сцинтилляционный детектор, пластины с оптической памятью (Imaging Plate) и рентгеновская фотопленка высокого разрешения (~1мкм).

Образцы должны представлять собой монокристаллические, либо блочные пластины диаметром менее 100 мм. Толщина образцов для съемки на просвет не должна превышать экстинкционной длины для конкретного материала анода.

Электронная микроскопия

Оборудование:
• Просвечивающий электронный микроскоп JEM-2010 (Jeol);
• Сканирующий электронный микроскоп JSM-7600F (Jeol);
• Прибор для ионной полировки (система ионного утонения) ЕМ-09100^ Ion Slicer (Jeol Ltd.).

Ускоряющее напряжение 200 киловольт. Разрешение по линиям 0,14 нанометров. Оборудован приставкой энерго-дисперсионной спектороскопии, которая работает с характеристическим рентгеновским излучением и позволяет проводить элементный анализ, начиная с четвертого элемента в таблице Менделеева (бериллий).

• Любые порошки с размером частиц менее 1 мкм;
• Пленки металлов диаметром 3 мм.

Оснащен спектрометрами для энерго-дисперсионного (ЭДС) и волно-дисперсионного (ВДС) анализа начиная с четвертого элемента в таблице Менделеева (бериллий).

Диаметр до 26 мм, высота до 5 мм. Наличие режима мягкого пучка (от 100 В), допускает исследование непроводящих объектов без нанесения проводящего покрытия.

Электрофизические измерения

Измерения температурных зависимостей электрической проводимости (электросопротивления), коэффициента Холла, концентрации носителей заряда и их холловской подвижности в полупрводниках.

Измерения вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик
(Диапазон токов 1 pA-100 mA;
диапазон напряжений (-100) - (+100) В.);
Температурные зависимости электрических характеристик
(Диапазон от 10 до 800 К);
Измерения ЭДС Холла в магнитном поле до 2 Тесла.

Прецизионная система для измерений вольт-амперых и вольт-фарадных характеристик для исследования элементов микро- и наноэлектроники,
диапазон токов 0,1 pA - 100 mA;
диапазон напряжений (-200) - (+200) В.

Размер реакционной камеры ∅ 14", высота 15,6";

Диаметр подложки до 100 мм, возможность нагрева подложки до 850 °C, конструкция магнетронов позволяет напыление магнитных материалов с толщиной мишеней до 3,5 мм;

Источники питания:
• генератор постоянного тока с трехканальной системой переключения нагрузок мощностью 750 Вт.,
• ВЧ генератор 100 Вт 13,56 МГц с системой согласования,
• 6 газовых линий для подачи газов, базовый вакуум не хуже 5·10^-8 Торр.

Физическая акустика и акустоэлектроника

Характеристики: Квазистатические испытания на растяжение, сжатие, изгиб;
регистрация усилия: ± 0,05 Н до 5 кН;
скорость от 0,001 до 3000 мм/мин;
Производитель Instron (Великобритания)
Год выпуска 2012.

Предназначен для прецизионных измерений фазовой скорости продольных ультразвуковых волн в образцах различных конструкционных материалов (металлов, сплавов, керамик, пластмасс, композитов) при одностороннем доступе к объекту контроля.
Рабочая полоса частот опто-акустического преобразователя 0,1-15 МГц, толщина объектов контроля 0,2-100 мм, диапазон измеряемых скоростей ультразвука (0,1-99)х103 м/с, максимальная относительная точность измерений 3%.
Прибор имеет режим измерений модулей упругости материалов на малых образцах.