Latvijas Universitātes (LU) Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Ķīmiskās fizikas institūtā veikts nozīmīgs ieguldījums materiālzinātņu un nanotehnoloģiju attīstībā – slēgtā cikla kriostata sistēma papildināta ar unikālu aprīkojumu, kas ļauj veikt visaptverošus jauno materiālu kvantu īpašību pētījumus un testēt nanoelektronikas ierīču darbību dažādos režīmos. Šī iekārta nodrošina paraugu rotēšanu un sniedz Baltijā vienīgo iespēju veikt lādiņnesēju transporta mērījumus magnētiskā laukā (magneto-transporta mērījumus) plašā temperatūru diapazonā no 2 līdz 300 kelviniem.
“Būtiski atklājumi mūsdienu zinātnē nav iespējami bez modernām zinātniskajām iekārtām. Jaunais papildinājums ļaus veikt eksperimentālus pētījumus, kādi līdz šim Baltijā nebija iespējami. Līdz ar pirmā tranzistora atklāšanu pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, tā miniaturizācijas tehnoloģiju un izmantoto materiālu straujā attīstība pilnībā izmainījusi cilvēces ikdienu. Šī transformācija turpinās vēl joprojām. Nanoelektronikas ierīču, tostarp sensoru, īpaši ātrdarbīgu tranzistoru un daudzu citu funkcionālu elementu izpēte šobrīd notiek visā pasaulē,” stāsta LU Ķīmiskās fizikas institūta vadošā pētniece Dr. chem. Gunta Kunakova.
Pētnieces Dr. chem. G. Kunakovas vadībā LU Ķīmiskās fizikas institūtā tiek veikti jaunu materiālu, piemēram, atomāri plānu kārtiņu un nanovadu fundamentāli pētījumi.
Viena no pamatmetodēm materiālu elektronisko īpašību testēšanai, lai noteiktu, piemēram, cik ātri elektroni materiālos var pārvietoties elektriskā lauka klātbūtnē, ir magneto-transporta mērījumi. Šādos pētījumos lādiņnesēju transportu mēra magnētiskā lauka ietekmē. Iekārta ļauj izmainīt leņķi, kādā paraugs mijiedarbojas ar magnētisko lauku, tādējādi var noteikt īpašības, kas piemīt konkrētai parauga plaknei, interfeisam, vai specifiskā kristalogrāfiskajā virzienā. Mērījumi ļauj iegūt pilnīgu īpašību raksturojumu.
“Pateicoties jaunajam aprīkojumam, tagad varam veikt visaptverošus fundamentālus jaunu materiālu kvantu īpašību pētījumus un testēt nanoelektronikas ierīču darbību dažādos režīmos. Tas līdz šim nebija iespējams. Ieguvumi no šiem pētījumiem gan paredzami tālākā nākotnē, piemēram, izmantojot topoloģisko izolatoru īpašības, varētu iegūt “aizsargātu lādiņnesēju transportu”, kas varētu būt pamatā ievērojami energoefektīvākām elektronikas ierīcēm un tikt izmantots “pret kļūdām aizsargātā” jeb “error resistant” kvantu skaitļošanā,” skaidro Dr. chem. Kunakova.
Šādu mērījumu pieejamība ievērojami uzlabo iegūstamās zinātniskās informācijas kvalitāti un klāstu, kā arī ļauj veikt jaunu materiālu un nanoelektronikas ierīču pētījumus daudz augstākā līmenī.
Izmantojot iegādāto papildu aprīkojumu slēgtā cikla kriostatam PPMS Dynacool-9T – paraugu turētāju, kas ļauj paraugu rotēt magneto-transporta mērījumu laikā, tagad arī Latvijas Universitātē iespējams veikt no leņķa atkarīgu magnetotransportu inovatīvu materiālu un nanoelektronikas ierīču kvantu īpašību raksturošanu. Paredzams, ka iegādātais aprīkojums nākotnē tiks plaši izmantots gan jauno speciālistu apmācībā, gan inovatīvu materiālu un nanoelektronikas ierīču pētījumos, tā sasniedzot augstākus tehnoloģiskās gatavības līmeņus.
Šis darbs tiek īstenots Latvijas Zinātnes padomes un LU fonda programmas “MikroTik projektu konkurss dabas, tehnoloģiju un medicīnas zinātņu jomā” pētniecības projekta ietvaros, pateicoties SIA “Mikrotīkls” finansiālam atbalstam.
Titulattēlam ir ilustratīva nozīme. Avots: LU Ķīmiskās fizikas institūts.
