Struktūra

Fliuktuacinių reiškinių laboratorija

Laboratorijos vadovas dr. Emilis Šermukšnis 
tel. +370 5 2618101dr. Emilis Šermukšnis

Tikslai:
  • Fundamentiniai karštųjų elektronų fliuktuacijų dėsningumai mikrobangų dažnių ruože.
  • Elektroninių ir fononinių vyksmų spartos ir intensyvumo tyrimai fliuktuaciniais metodais įvairialyčių puslaidininkių nanometriniuose dariniuose ir prietaisuose.
  • Efektyvi elektrinės galios konversija į elektromagnetinę spinduliuotę įvairialyčiuose puslaidininkių dariniuose.
Uždaviniai:
  • Teorinis elektronų koreliacijos dėl sąveikos su karštaisiais fononais tyrimas.
  • Karštųjų elektronų ir fononų pernašos ir fliuktuacijų modeliavimas Monte Carlo metodu, atsižvelgiant į sąsają tarp elektronų ir fononų sistemų.
  • Karštųjų fononų pusamžio priklausomybės nuo elektrinio lauko stiprio GaN dariniuose su dvimatėmis elektronų dujomis eksperimentinis tyrimas fliuktuaciniais metodais.
  • Elektriniu lauku derinamo fononų-plazmonų rezonanso eksperimentinis tyrimas.
  • Tranzistorių triukšmų ir atsako spektrų mikrobangų dažnių ruože eksperimentinis tyrimas ir modeliavimas

Naujausi pasiekimai
Karštųjų elektronų fliuktuacijos panaudotos tiriant labai sparčius (iki 30 fs trukmės) vyksmus didelio tankio dvimatėse elektronų dujose, kurios naudojamos įvairialyčiuose lauko tranzistoriuose. Fundamentiniai eksperimentiniai fliuktuacijų ir nepusiausvirųjų (karštųjų) fononų suirimo tyrimų rezultatai buvo susieti su tranzistorių veikos sparta ir patikimumu. Eksperimentai parodė, kad didelės galios nitridų tranzistorių veikos dažnis ir ilgaamžiškumas yra geriausi tuomet, kai karštųjų fononų suirimo trukmė (pusamžis) yra trumpiausia, o karštųjų fononų temperatūra yra žemiausia. Iki šiol mūsų pasiūlytas fliuktuacinis metodas yra vienintelis eksperimentinis būdas fononų pusamžio priklausomybėms nuo karštųjų elektronų temperatūros ir elektronų tankio dariniuose su dvimatėmis elektronų dujomis tirti, kas yra būtina optimizuojant įvairialyčių lauko tranzistorių veiką.
Pastaraisiais metais ištirti Si, 4H-SiC, GaN, ZnO  ir grafeno puslaidininkiai, o taip pat AlGaN/GaN  ir AlGaN/AlN/GaN, AlGaN/GaN/AlN/GaN, AlInN/AlN/GaN ir MgZnO/ZnO dariniai su dvimatėmis elektronų dujomis. Rezultatai panaudoti vykdant JAV Oro pajėgų užsakymus FA8655-09-1-3103 ir FA8655-12-1-2109, o taip pat tobulinant nitridų technologiją Virginia Commonwealth University, Richmond, 23284 USA, Kyma Technologies Inc. Raleigh, North Carolina 27617 USA.
Eksperimentiškai ištirta balistinė karštųjų elektronų pernaša per įvairialyčio dvipolio InGaP tranzistoriaus nanometrinio storio bazę. Išmatuota balistinio lėkio trukmės priklausomybė nuo bazės storio ir legiravimo. Įvertinta balistinių elektronų sukelto šratinio triukšmo ir kuloninio suvaržymo (blokados) sąsaja bei jos įtaka tranzistoriaus triukšmų charakteristikoms. Pasiūlytas esminis HICUM projektavimo procedūros patobulinimas, kuris atsižvelgia į ištirtąją sąsają. Rezultatai panaudoti tobulinant tranzistorių technologiją Dresdeno technologijos universitete, Jazz Semiconductor, Inc. California 92660 USA, Skyworks Solutions, Inc. California 91320 USA, Atmel GmbH, Baden-Württemberg 74072Germany.
Fundamentiniai balistinių karštųjų elektronų pernašos tyrimai susieti su elektrinės galios konversija į šviesą įvairialyčiuose InGaN šviesos šaltiniuose. Konversijos efektyvumui pagerinti stiprių srovių ruože pasiūlytas iš esmės naujas nanometrinis šaltinio sandas– laiptuotas elektronų purkštukas (staircase electron injector). Rezultatai panaudoti tobulinant nitridų technologiją Virginia Commonwealth University, Richmond, 23284 USA, Kyma Technologies Inc. Raleigh, North Carolina 27617 USA ir Ostendo Technologies Inc. Carlsbad, California 92001 USA