Акустични вълниРъководител: проф. дфн В. Страшиловлаб. Б344 |
В Лабораторията по акустични вълни бе усвоено изследването на тънки полимерни филми с акустична ехо-методика, както и с цифрова акустооптична методика. Бе натрупан и опит в акустоелектричните ефекти с ПАВ върху полупроводникови слоеве. В последните години бе извършена теоретична дейност върху пресмятане на характеристиките на ПАВ-резонатори с полимерно покритие за газови сензори с отчитане на вискозитета на слоевете и предизвиканите от тях загуби. В ход е подготовка за високочестотни експериментални изследвания върху акустични резонатори с обемни и повърхнинни акустични вълни за газови сензори, както и комбинирани сензори на акустично-плазмонна основа. Лабораторията разполага с електронна апаратура за ехо-изследвания до 100 MHz, както и лазерни източници и цифрови детектори на светлина.
Top...Eлектронни и фононни свойстваРъководител: доц. д-р Е. Вълчевалаб. Б220, Б222, А206 |
 |
Колективът на Лабораторията по електронни и фононни свойства има опит в изследване на електронни и фононни свойства на тънкослойни твърдотелни материали и структури с фундаментален и приложен характер. Натрупани са познания при изследване на материали от III-V групата в продължение на повече от 20 години. Успешно се използват модерни експериментални техники за характеризиране като фотолуминесценция, Раманово разсейване, фотопроводимост, инфрачервено отражение, повърхностно фотонапрежение и др. Овладени са методите за пресмятане на електронната структура. Разработени са оригинални алгоритми и компютърни програми за прилагането на тези методи в различни конкретни случаи. Тези познания в последните 5 години са приложени при изследвания на най-широко използвания представител на III-V материалите от групата на нитридите GaN, а също и AlN. Като естествено продължение е осъществен преход към изследване на InN поради многобройните нерешени проблеми в това поле. За спектрални измервания на фотолуминесценция и Раманова спектроскопия лабораторията разполага с двоен монохроматор с висока разрешаваща способност (SPEX 1404, f=0.85m), комплектован с набор от дифракционни решетки, осигуряващи широк спектрален интервал. Оптическото възбуждане се извършва с аргонов лазер. Възможна е детекция във видимата и в инфрачервената област, като за целта се използват съответно фотоумножител RCA C31034 с GaAs фотокатод (200-930nm) и детектор PbS (0.9-4.5 mm), охлаждан с течен азот. Монохроматор SPEX Minimate, f=0.22m в комбинация с PbS детектора дава възможност за получаване на фотолуминесцентни спектри в инфрачервената област. За провеждане на измервания при ниски температури се използва криостат Leybold-Heraeus с отворен цикъл (65-300 К с течен азот и 1.5-300 К с течен хелий), който се монтира към всеки от монохроматорите.
ЕлипсометрияРъководител: доц. д-р С. Русевлаб. А204 |
 |
В Лабораторията по елипсометрия е натрупан дългогодишен опит в развитие на оптичните елипсометрични методи от апаратурна гледна точка, изследване на тънки слоеве, анализ на елипсометрични данни и решаване на обратната елипсометрична задача. Текущи изследвания и разработки включват елипсометрично изследване на кинетиката на формиране на тънки слеве при получаването им с компютризирано центрофугиране, нанасяне на полимерни слоеве по този метод и определяне на параметрите им при различни концентрации, скорости на въртене и подложки. Лабораторията разполага с многоъглов елипсометър тип PCSrotA-A, базиран на нулев тип, който e допълнен до спектрален. Елипсометърът може да се използва като нулев тип с източник He-Ne лазер и във фотометричен режим (тип PCSrotA-A). И в двата режима апаратурата позволява многоъглови измервания в диапазона 45?-90?. Във фотометричен режим източникът може да бъде както He-Ne лазер, така и монохроматор, като спектралния диапазон е 450-700 nm, а максималната скорост на измерване – 100 ms/точка. Управлението и събирането на данните е под компютърно управление с бърза USB връзка между главния компютър и електронния модул на елипсометъра. Групата разполага също със сканиращ електронен микроскоп Hitachi S-570. Базовата конфигурация е с основни параметри: увеличение 12x ~ 200000x; два детектора SE; масичка за образец (150 mm dia. max.) с X; Y; Z; Tilting; Rotation; и фотографска регистрация на изображението. Базовата конфигурация е допълнена с разработения в лабораторият електронен модул и софтуер за компютърен контрол на позицията на електронния лъч (4096 x 4096 т./кадър) и снемане на изображението (от произволни 8 източника) директно в цифров вид с 12 битово разрешение.
Елекроакустични взаимодействияРъководител: доц. д-р Н. Танковскилаб. Б505 |
В Лабораторията по елекроакустични взаимодействия се изучава динамиката на образуване на двоен електричен слой на границата разтвор-диелектрик под действие на външно електрично поле с цел получаване информация за структурата и свойствата на разтворителя и на заредените частици (йони, макромолекули, биополимери и др), разтворени или диспергирани в разтворителя. При експерименталния подход се измерват преместванията на механически подвижен, изолиран електрод, под действие на електростатични сили на взаимодействие между заредените частици в разтвора и електрода като се използват оптически или пиезоелектрически сензори. От динамиката на преместване на електрода се съди за динамиката на преместване на частиците, задвижвани от електричното поле. При теоретичния подход се използва компютърна симулация на динамиката на преходните потоци и възникващите електростатични сили, като се решават числено уравненията на транспорт и Поасоновото уравнение.
Рентгеноструктурен анализ 1Ръководител: проф. дфн И. Йордановалаб. Б208 |
 |
Лабораторията по рентгеноструктурен анализ е създадена преди повече от 35 години и е една от първите експериментални лаборатории в катедрата, която има утвърдени авторитет, име и традиции. През 80-те години на базата на първоначално създадената лаборатория по РСА в катедрата бяха обособени две такива. В тях се осъществява преподавателска и научна дейност. Десетки възпитаници на тези лаборатории понастоящем успешно се реализират като специалисти по рентгеноструктурен анализ, физично материалознание и др. сродни области в редица водещи научни институции, фирми и университети в България и в чужбина.
Рентгеноструктурните методи са фундаментът, върху който са създадени и се развиват физичното материалознание и физиката на твърдото тяло. Чрез многообразието от методики, обединени под общото название „рентгеноструктурен анализ”, могат да бъдат анализирани и характеризирани такива важни за материалите параметри, каквито са кристалографската симетрия, позициите на атомите в елементарната клетка и прецизна оценка на параметрите й, фазовият състав, преимуществените кристалографски ориентации, остатъчните микро- и макро-напрежения, дефектите на кристалния строеж и др.
По традиция основните развивани в лабораториите по РСА научни направления са:
• адаптиране и усъвършенстване на съществуващи и разработване на нови методи за изучаване процесите на структурообразуване при външни въздействия - деформация и термообработка, включително с лазер, инженерна обработка на повърхността и нанасяне на твърдотелни слоеве (включително чрез нано-технологии), магнитни въздействия и др.;
• характеризиране на кристалографската структура на монолитни материали и тънки слоеве (включително нано-слоеве) и анализиране връзката между процесите на структурообразуване, кристалографската структура и параметрите на макросвойствата в материали, произведени в лабораторни, полупромишлени и промишлени условия (включително нови материали с уникални свойства);
• прилагане на получените от структурните изследвания знания за развитие и създаване на нови технологии и нови материали с уникални свойства и приложения в различни традиционни и нови области.
Лаборатория по РСА No1 е единствената лаборатория в България, в която при изследване на твърдотелни повърхности и тънки слоеве може да се осъществи регистрация на дифрактограми в асиметрична геометрия „плъзгащ се лъч”.
Съществува дългогодишно ползотворно научно сътрудничество между преподавателите от лабораториите по РСА към катедра ФТТиМЕ и специалисти, работещи по сходна тематика в различн университети и научни институти в чужбина: Manchester Metropoliten University, UK; Technical University in Prague; Ilmenau Technical University and Research Centre DASY, Germany, Research Institute at АО Foundation, Switzerland, ОИЯИ, Дубна, Русия. Изпълняват се съвместни научно-изследователски и научно-приложни проекти и се осъществява обмен на студенти, преподаватели и сътрудници. За целия период от основаването си и понастоящем в лабораториите по РСА се изпълняват научно-изследователски проекти по най-актуални проблеми на съвременното физично материалознание и физика на твърдото тяло. Многобройните възпитаници на ФзФ, подготвящи дипломните си работи и докторски дисертации в лабораториите по РСА, по традиция са членове на научните колективи и активно участват в изпълнението на научно-изследователските проекти и научни публикации.
Рентгеноструктурен анализ 2Ръководител: доц. д-р Р. Бездушнилаб. Б208 |
 |
Технология на материалитеРъководител: доц. д-р С. Русев |
 |
Фотоакустични и фототоплинни явленияРъководител: доц. д-р Ц. Велиновлаб. Б346 |
 |
Преди няколко години част от изследователската дейност на Лабораторията по фотоакустични и фототоплинни явления беше преориентирана към изследвания на процеси, протичащи на интерфейса твърдо тяло-флуид с помощта на повърнинни плазмони. Изследванията бяха ориентирани към намиране на специфични структури, които усилват максимално електромагнитното поле във водна среда и възможността за микроскопия с повишена разделителна способност, основана на тези плазмони, разпространяващи се по интерфейса диелектрик-метал. И двете задачи бяха успешно решени. Чувствителността се повишава поради специфичните структури, състоящи се от стъкло, златен слой с дебелина 45 nm и слой от Si02 с определена дебелина, играещ ролята на оптичен вълновод, както и оптична схема с допълнителни поляризационни елементи. Експериментално е показано, че тази схема дава чувствителност, близо на порядък или по-голяма от стандартната Кречман конфигурация и повишава разделителната способност на плазмонната микроскопия. От друга страна в лабораторията се развиват повече от 20 години фототоплинните и фотоакустични методи, като за това време са публикувани повече от 40 статии в рецензирани списания и много доклади на конференции. По темата са защитени две докторски дисертации и повече от десет дипломни работи. По-конкретно са изследвани топлинните свойства на стъкла, полимери, тънки слоеве от медно-фосфорни сплави, термично напластени покрития, полупроводници, керамики и др. Проведени са и са публикувани редица методични изследвания върху границите на приложение, интерпретация на резултатите и възможни грешки при тези методи. За реализация на целите на изследванията е разработена автоматизирана и компютъризирана установка за плазмонна спектроскопия с ъглова разделителна способност 0.02 deg. Тази установка може да работи с различни източници на светлина, т.е. да се използва за спектроскопски изследвания, а също да се използва за визуализация, т.е. за микроскопски изследвания. В лабораторията съществува и установка за локално определяне на топлинните свойства на тънки слоеве на основата на “мираж ефект”. Изискванията при измерване на получените слоеве и по-специално малката им дебелина налагат понастоящем необходимостта от модификация на установката, така че тя да може да се използва като фототоплинен микроскоп, чието основно предимство е възможността за използване на по-високи честоти на модулация на загряващия лъч. В момента в лабораторията стартира мащабна програма за изследване на еволюцията на биологични обекти и за микроскопия на клетки с оглед разработката на биологични и химични сензори с повърхнинни плазмони.