სსიპ - ფერდინანდ თავაძის მეტალურგიისა და მასალათმცოდნეობის ინსტიტუტი
LEPL - FERDINAND TAVADZE METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE INSTITUTE
ნახევარგამტარული მასალათმცოდნეობის ლაბორატორია № 6


ნახევარგამტარული მასალათმცოდნეობის ლაბორატორია № 6
ლაბორატორია დაარსდა 1962 წელს ნახევარგამტარული მასალების, კერძოდ, Si-Ge მყარი ხსნარების მიღების ტექნოლოგიის დასამუშავებლად მათი თერმოენერგეტიკაში გამოყენების მიზნით.

ლაბორატორია მუშაობს შემდეგ პრობლემებზე:
• ახალი თაობის რადიაციულად მდგრადი ნახევარგამტარული მასალების შექმნის ფიზიკური საფუძვლების და ტექნოლოგიების დამუშავება;
დღეს არსებული რადიაციული სერიოზული საფრთხე მეტყველებს იმაზე, რომ რადიაციასთან დაკავშირებული პრობლემები კვლავ წინა ფლანგზეა და აქტუალურია. ქვეყნის რადაციული უსაფრთხოება ბუნებრივია ეხება საქართველოსაც. ეს რადიაციული უსაფრთხოების თვალსაზრისით ერთ-ერთი უმნიშველოვანესი პრობლემა დაკავშირებულია თანამედროვე რადიაციულად მდგრადი ნახევარგამტარული მასალების და ხელსაწყოების შექმნასთან. ნახევარგამტარების თვისებების მგრძნობელობამ გარემო პირობების ცვლილებების, კერძოდ, რადიაციული გამოსხივების ინტენსივობის მიმართ განსაზღვრა ახალი თვისებების მქონე ნახევარგამტარული მასალების შექმნის აუცილებლობა. დასხივება ცვლის ნახევარგამტარი მასალის თვისებებს და შედეგად იწვევს რადიაციის პირობებში მომუშავე ხელსაწყოების მახასიათებლების გაუარესებას. ხოლო რადიაციის ხანგრძლივი და დიდი დოზით დასხივების პირობებში ნახევარგამტარული ხელსაწყოები საერთოდ წყვეტენ ფუნქციონირებას, რაც დაკავშირებულია ასობით მილიონი დოლარის დანაკარგებთან.

№6, ნახევარგამტარული მასალათმცოდნეობის ლაბორატორიაში შეიქმნა ისეთი ნახევარგამტარული მასალები, რომელთა ძირითადი პარამეტრები, როგორიცაა ელექტრონების კონცენტრაცია, ფუნდამენტური ოპტიკური შთანთქმის კიდე და თერმოელექტრული ეფექტურობა, უძლებენ დასხივების დიდ დოზებს. ჩვენს მიერ შექმნილი რადიაციულად მდგრადი მასალების საფუძველზე შექმნილი ხელსაწყოები შესაძლოა წარმატებით იქნას გამოყენებული კოსმოსური აპარატების და მათი ენერგომომარაგების სისტემებში. ისინი აგრეთვე აუცილებელია ატომურ ელექტროსადგურებზე, ბირთვულ რეაქტორებზე, ამაჩქარებლებზე, რადიაციულად დაბინძურებულ ტერიტორიებზე ფუნქციონირებად ხელსაწყოების შესაქმნელად. მიღებული მასალების საფუძველზე შეიქმნება ძლიერი დასხივების მიმართ რადიაციულად მდგრადი ხელსაწყოები, კერძოდ, ჰოლის სენსორები მაგნიტური ველის მონიტორინგისთვის.


 

კომერციული წინადადებები:

ჩვენს მიერ მოდერნიზებულ ტექნოლოგიურ ხელსაწყოებზე (ჩოხრალსკის დანადგარი და თხევადფაზური ეპიტაქსიის დანადგარი) შეიძლება მივიღოთ რადიაციულად მდგრადი სამკომპონენტიანი მყარი ხსნარების მონოკრისტალური სხმულები და მათივე ეპიტაქციური ფირები.
მიღებული რადიაციულად მდგრადი მასალები შესაძლოა წარმატებით იქნას გამოყენებული ატომურ ელექტრო სადგურებზე, ამაჩქარებლებზე, რეაქტორებზე და რადიაციულად დაბინძურებულ ტერიტორიებზე, მათ შორის ჩერნობილსა და ფუკუშიმოზე. რადიაციულად მდგრადი ნივთიერებების შექმნა აქტუალურია აგრეთვე უშუალოდ საქართველოსთვისაც, ვინაიდან:
1. აღნიშნული მასალები (და მათ ბაზაზე შექმნილი ხელსაწყოები) შესაძლოა გახდეს ქვეყნისთვის სერიოზული შემოსავლის წყარო, მათ შორის – საერთაშორისო პროექტების საფუძველი.
2. საქართველოს ტერიტორიაზე არსებობს ყოფილი საბჭოთა კავშირის 300 – მდე სამხედრო ბაზა და სპეციალური, ლოკალური ტერიტორიები, რომელთა ნაწილი რადიაციულად დაბინძურებულია.
3. ყველა ქვეყნის (მათ შორის საქართველოს) თავდაცვისა და უსაფრთხოების შესაბამის უწყებებს უნდა გააჩნდეს რადიაციულად მდგრადი მასალები და ხელსაწყოები.


№6, ნახევარგამტარული მასალათმცოდნეობის ლაბორატორია აქტიურად თანამშრომლობს:
1. დელტას “მიკრო და ნანოელექტრონიკის ინსტიტუტთან“, ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ნახევარგამტართა ფიზიკის სამეცნიერო-კვლევით და ნივთიერებათა კვლევის სამეცნიერო-კვლევით ინსტიტუტებთან, საქართველოს ტექნიკურ უნივერსიტეტთან. ასევე, საჯარო სკოლებთან (პროექტი-თბილისის კლასიკური გიმნაზიის ავტონომიური მზის ელექტროსადგურის კვლევა SCR/7/3/2018. შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი. 2017-2018).
მონაწილე კოლექტივებს გააჩნია ერთობლივი მუშაობის და პრობლემების გადაწყვეტის გამოცდილება. მოცემული მიმართულებით მათ მიერ გამოქვეყნებულია მრავალი სამეცნიერო ნაშრომი, მათ შორის ცნობილ, მაღალი რეიტინგის რეცენზირებად საერთაშორისო ჟურნალებში (აშშ, ევროპა, აზია), საერთაშორისო კონფერენციებზე გაკეთებულია მრავალი მოხსენება. მიღებულია არაერთი სერთიფიკატი, მათ შორის - საუკეთესო პრეზენტაციის.


 

ბოლო ხუთი წლის განმავლობაში ლაბორატორიის მიერ შესრულდა 4 საბიუჯეტო თემაში აისახა შემდეგი სამუშაოები:

  • დამუშავდა რაფინირებული სილიციუმის მიღების ტექნოლოგია. მიღებულია “მზიური” ხარისხის სილიციუმის პოლი და მონოკრისტალები მიმართული კრისტალიზაციით და დამზადებულია ფოტოელემენტების ნიმუშები;
  • გამოკვლეულია InAs-InP რადიაციულად მდგრადი ნახევარგამტარული მასალების შექმნის პრინციპი და დამუშავებულია მათი მიღების ინოვაციური ტექნოლოგია რადიაციულად მდგრადი ხელსაწყოების შესაქმნელად;
  • დამუშავდა InAs-GaAs მყარი ხსნარების მოცულობითი მონოკრისტალების მიღების ინოვაციური ტექნოლოგია;
  • დამუშავდა InAs-GaAs მყარი ხსნარების ეპიტაქსიური ფენების მიღების ტექნოლოგია და მღებულია p-n გადასვლები.
  • დამუშავდა ფერმი-დირაკის ინტეგრალების გამოთვლების პროგრამული უზრუნველყოფა ნახევარგამტარების ელექტრული თვისებების განსასაზღვრავად;
  • დამუშავდა გადატანითი მოვლენების გამოთვლების პროგრამული უზრუნველყოფა ნახევარგამტარებისთვის.


საერთაშორისო და რუსთაველის ფონდებში წარდგენილი პროექტების რაოდენობა:
International Science and technology Center (ISTC) – 1
Science and Technology Center in Ukraine (STCU) -1
რუსთაველის ფონდი - 10

რუსთაველის ფონდში გამარჯვებული გრანტები.
1. Grant Scheme to facilitate the participation of Eastern Partnership in Brokerage Events. ქართველ მეცნიერთა დაფინანსება ევროკავშირის ქვეყნებში ე.წ. „საშუამავლო ღონისძიებებში“ და სამეცნიერო კონფერენციებში მონაწილეობისათვის, 2015;
2. საქართველოს საბადოებიდან მოპოვებული სხვადასხვა წარმოშობის ლითონური დარიშხანის შემცველი ინდიუმის არსენიდის ნაერთის მასიური კრისტალების ნახევარგამტარული და ფიზიკურ-მექანიკური თვისებების გამოკვლევა და მათი გამოყენება, 2017.

საერთაშორისო ფონდებში გამარჯვებული პროექტები.
CANDLE.am/AREAL electron accelerator. უფასო დასხივების გრანტი, სომხეთი
1. Development of Radiation-resistant Semiconductor Materials on the Basis of
III-V Semiconductors InP and InAs, 2015;
2. New radiation-resistant materials InAs-GaAs for producing devices functional in Space and other radiation environments, 2015.

ბოლო ხუთი წლის განმავლობაში ლაბორატორიის თანამშრომელთა მიერ საერთაშორისო რეიტინგულ, რეცენზირებად და ადგილობრივ ჟურნალებში გამოქვეყნებული შრომების რაოდენობა - 32;
საერთაშორისო კონფერენციებზე წაკითხული მოხსენებების საერთო რაოდენობა - 23
გამოგონებების რაოდენობა - 3.



2019-2020 საბიუჯეტო თემა
რადიაციული დონორების და აქცეპტორების ურთიერთ კომპენსაციის მოვლენის ფიზიკური საფუძვლების გამოკვლევა InAs- III-V ტიპის ნახევარგამტარული ნაერთების მყარ ხსნარებში და რადიაციულად მდგრადი ზოგიერთი ხელსაწყოს ნიმუშის შექმნა

რეზუმე
სამეცნიერო-კვლევითი სამუშაოს მიზანს წარმოადგენს InAs-III-V ტიპის ნაერთების მყარ ხსნარებში რადიაციული დონორების და აქცეპტორების ურთიერთ კომპენსაციის მოვლენის ფიზიკური საფუძვლების დადგენა და რადიაციულად მდგრადი ზოგიერთი ხელსაწყოს ნიმუშის შექმნა. მაღალი ენერგიის ბირთვული ნაწილაკების ნივთიერების ატომებთან შეჯახებისას დასხივების პირობებში კრისტალურ მესერში ვითარდება ზედმიწევნით რთული პროცესები, რომელთა სრული რაოდენობრივი და თვისობრივი აღწერა ნახევარგამტარ მასალებში დღეისათვის განხორციელებული არ არის. ლაბორატორიის წინა წლების სამუშაოებში ნაჩვენებია, რომ InAs-ის და InP-ს ქვემესრებში რადიაციული დონორების და აქცეპტორების ურთიერთკომპენსაციის მოვლენის გამო InPxAs1-x, შენადნობები ავლენენ იმუნიტეტს დასხივებისადმი. ეს მოვლენა საჭიროებს დაწვრილებით შესწავლას, ახალი მონაცემების მიღებას და მეცნიერულ გაგებას. პროექტში განხორციელდება ამ მოვლენის ფიზიკური ბუნების გარკვევა რიცხობრივი დადასტურება და დადგინდება რადიაციულად მდგრადი ახალი თაობის ნახევარგამტარი მასალის შექმნის ხერხი. მიღებული შედეგები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი იქნება მყარი სხეულის და ნახევარგამტარების ფიზიკისთვის ფუნდამენტური კვლევების თვალთახედვიდან. მიღებული რადიაციულად მდგრადი მასალები შესაძლებელია წარმატებით და მაღალი გარანტიით გამოყენებულ იქნას კოსმოსში, ბირთვულ რეაქტორებზე, ჩერნობილის და ფუკუშიმოს მსგავს რადიაციულად დაბინძურებულ ტერიტორიებზე მომუშავე რობოტებში, ამაჩქარებლებზე ფუნქციონირებად ხელსაწყოებში და სხვა.


ლაბორატორიის პერსონალი
რევაზ კობაიძე
მეცნიერ თანამშრომელი
ანზორ ბერძენიშვილი
მეცნიერ თანამშრომელი
14-11-2016    ნანახია: 8 394-ჯერ