Научно-исследовательская лаборатория синтеза и анализа тонкопленочных систем

Научно-исследовательская лаборатория синтеза и анализ тонкопленочных систем (НИЛ САТС) была создана в 2013 году в Институте физики Казанского федерального университета (КФУ) при поддержке программы повышения конкурентоспособности вузов и программы развития КФУ. Лаборатория входит в число лабораторий, относящихся к Центру квантовых технологий КФУ. Руководит работой лаборатории профессор Тагиров Ленар Рафгатович, являющийся также инициатором ее создания.

Основой лаборатории служит современный модульный комплекс (SPECS и BESTEC, Германия), который состоит из камеры молекулярно-лучевой эпитаксии, камеры магнетронного распыления и аналитической камеры, включающей такие методы анализа, как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и оже-электронная спектроскопия. Каждая камера представляет из себя уникальное технологическое устройство, конфигурация и комплектующие которого подбирались под исследовательские нужды лаборатории с учетом современного состояния науки. Кроме этого, лаборатория оснащена дополнительным оборудованием для предварительной подготовки образцов для исследований (нарезки, очистки и хранения в инертной атмосфере), ультразвуковой микросваркой WestBond (США) для приварки технологических контактов к поверхности твердотельных материалов, стилусным профилометром DekakXT (Bruker, США) для измерения толщин синтезированных материалов с точностью не хуже 1 нм и изолирующим боксом со шлюзовой камерой для хранения тонкопленочных образцов в атмосфере сверхчистого аргона.

В лаборатории проводятся работы по синтезу и анализу тонкопленочных гетероструктур из “антагонистических” материалов, таких как ферромагнитные и сверхпродящие металлы, металлы и диэлектрики, полупроводники. Вместе с тем, в лаборатории работают над получением высокотемпературных магнитных полупроводников на основе оксидов, в частности оксида цинка и диоксида титана с примесью 3d-переходных элементов для применений в области магнитной оптической и спиновой электроники (спинтроники).

Ведутся работы по синтезу плазмонных метаматериалов на основе нитридов металлов для управления субволновыми оптическими полями. Все выше перечисленные исследования реализуются при поддержке российских научных фондов и в сотрудничестве с российскими и зарубежными коллегами и партнерами. В частности, лаборатория тесно сотрудничает с Институтом физики полупроводников (ИФТТ РАН, г. Черноголовка), являющимся одним из ведущих научных центров России. Лаборатория является составляющей распределенной совместной лабораторией с научным центром RIKEN (Япония). Совместно, КФУ (НИЛ САТС) и ИФТТ РАН (Лаборатория сверхпроводимости, под рук. проф. Рязанова Валерия Владимировича), проводятся пионерские работы по реализации логики сверхпроводящей микроэлектроники на базе сплавов палладий-железо. Таким образом, в лаборатории решаются задачи и проводятся исследования, непосредственно связанные с технологиями получения и обработкой функциональных наноматериалов («критическая технология»).

Результатами этих работ являются перспективные тонкие пленки и гетерострукутры различного типа, свойств, и назначения, которые впоследствии могут лечь в основу для технологического цикла производства микро- или наноэлектронных устройств и приложений нового поколения: логические элементы магнитной памяти (терагерцовая электроника, скорость перезаписи с частотой 1012 ТГц), высокочувствительные сенсоры, функциональные покрытия для фотовольтаики (наука о получении электрического тока из солнечного света). Научную работу над обозначенными выше проблемами ведут сотрудники лаборатории НИЛ САТС КФУ: к.т.н. Янилкин Игорь Витальевич, с.н.с. Гумаров Амир Илдусович, н.с. Вахитов Искандер Рашидович, под руководством д.ф.-м.н., профессора Тагирова Ленара Рафгатовича и к.ф.-м.н., доцента Юсупова Романа Валерьевича.