Key
Search
Facebook-f X-twitter Youtube Linkedin
  • Úvod
  • >
  • Výzkum
  • >
  • Příprava a charakterizace nanomateriálů: O týmu

Příprava a charakterizace nanomateriálů: O týmu

Výzkumný tým navrhuje, připravuje a charakterizuje polovodičové materiály a nanostruktury se zaměřením na lepší pochopení růstových mechanismů, vývoj nových růstových metod a objasnění elektrických a optických jevů na jejich povrchu a rozhraních. Tento výzkum poskytuje základ pro vývoj nových elektronických a optoelektronických zařízení, včetně světelných zdrojů a detektorů, plynových senzorů a zdrojů zelené energie.

Příprava polovodičových nanomateriálů

Syntéza stavebních bloků v nanorozměrech s kontrolovatelnými rozměry, morfologií a materiály je pro nanovědu a nanotechnologii klíčová. Zaměřujeme se na přípravu polovodičových nanodrátků a nanodrátků z roztoků s cílem přizpůsobit jejich fyzikální, chemické a elektronické vlastnosti pro konkrétní aplikace. Toho se konvenčně dosahuje pomocí zdlouhavého empirického přístupu vaření a hledání. Tento přístup výrazně překračujeme tím, že provádíme modelování chemických a fyzikálních jevů probíhajících v růstových roztocích, identifikujeme mechanismy nukleace a růstu a vyvíjíme nové metody růstu a techniky patternování.

Publikace:

  1. R. Yatskiv, M. Vorochta, N. Bašinová, T.N. Dinhova, J. Maixner, J. Grym, Low-temperature gas sensing mechanism in β-Ga2O3 nanostructures revealed by near-ambient pressure XPS, Applied Surface Science, 663 (2024) 160155.
  2. O. Černohorský, J. Grym, H. Faitová, N. Bašinová, Š. Kučerová, R. Yatskiv, and J. Veselý, „Modeling of Solution Growth of ZnO Hexagonal Nanorod Arrays in Batch Reactors,“ Crystal Growth & Design 20, 3347−3357 (2020).
  3. N. Basinova, O. Cernohorsky, J. Grym, S. Kucerova, H. Faitova, R. Yatskiv, J. Vanis, J. Vesely, J. Maixner, „Highly Textured Seed Layers for the Growth of Vertically Oriented ZnO Nanorods,“ Crystals 9 (11), 566 (2019).
  4. O. Cernohorsky, J. Grym, R. Yatskiv, V. H. Pham, and J. H. Dickerson, „Insight into Nanoparticle Charging Mechanism in Nonpolar Solvents to Control the Formation of Pt Nanoparticle Monolayers by Electrophoretic Deposition,“ ACS Appl Mater Inter 8 (30), 19680-19690 (2016).
 

Transport elektrického náboje v polovodičových materiálech a nanostrukturách

Pochopení transportu náboje v polovodičových materiálech a heteropřechodech je nezbytné pro konstrukci elektronických a optoelektronických zařízení. Kromě zkoumání transportu náboje v objemových polovodičích a souborech nanostruktur vyvíjíme metody pro in-situ elektrickou charakterizaci jednotlivých polovodičových nanostruktur a heterostruktur s dvourozměrnými materiály. Měření in-situ jsou velmi slibná při charakterizaci polí nanostruktur, kde jednotlivé nanostruktury mají odlišné elektrické vlastnosti, a pomáhají identifikovat jevy, které za těmito rozdíly stojí.

Publikace:

  1. S. Tiagulskyi, R. Yatskiv, O. Černohorský, J. Vaniš, J. Grym, Perspectives of miniaturization of β-Ga2O3 devices with graphene electrodes, Materials Science in Semiconductor Processing, 176 (2024) 108343.
  2. A.V. Vasin, Y.V. Gomeniuk, P.M. Lytvyn, A.V. Rusavsky, S.V. Mamykin, I.P. Tyagulsky, E. Bortchagovsky, Y. Havryliuk, S.I. Tiagulskyi, R. Yatskiv, J. Grym, D.R.T. Zahn, A.N. Nazarov, Structural insight into nanoscale inhomogeneity of electrical properties in highly conductive polycrystalline ZnO thin films doped using methane, Journal of Physics D: Applied Physics, 57 (2024) 155101.
  3. S. Tiagulskyi, O. Černohorský, N. Bašinová, R. Yatskiv, J. Grym, “The high thermal conductivity of graphene prevents ZnO nanorod-graphene interface from degradation” Materials Research Bulletin, 112286 (2023).
  4. S. Tiagulskyi, R. Yatskiv, H. Faitová, O. Černohorský, J. Vaniš, J. Grym, Focused ion beam assisted prototyping of graphene/ZnO devices on Zn-polar and O-polar faces of ZnO bulk crystals, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 136 (2022) 115006.
  5. R. Yatskiv, S. Tiagulskyi, J. Grym, „Influence of Crystallographic Orientation on Schottky Barrier Formation in Gallium Oxide,“ Journal of Electronic Materials 49, 5133–5137 (2020).
  6. R. Yatskiv, V. V. Brus, M. Verde, J. Grym, and P. Gladkov, „Electrical and optical properties of graphite/ZnO nanorods heterojunctions,“ Carbon 77, 1011-1019 (2014).
  7. R. Yatskiv and J. Grym, „Temperature-dependent properties of semimetal graphite-ZnO Schottky diodes,“ Appl Phys Lett 101 (16) (2012).

 

Optická charakterizace materiálů a nanostruktur

Zkoumáme optické vlastnosti široké škály materiálů včetně polovodičů, keramiky a skel dopovaných ionty vzácných zemin. Laboratoř fotoluminiscenční spektroskopie je vybavena unikátní sestavou navrženou a sestavenou členy týmu, která umožňuje citlivá měření s vysokým rozlišením v širokém spektrálním (300-9000 nm) a teplotním (3,5-300 K) rozsahu.

Publikace:

  1. R. Yatskiv, J. Grym, N. Bašinová, Š. Kučerová, J. Vaniš, L. Piliai, M. Vorokhta, J. Veselý, J. Maixner, Defect-mediated energy transfer in ZnO thin films doped with rare-earth ions, Journal of Luminescence, 253 (2023) 119462.
  2. R. Yatskiv, P. Kostka, J. Grym, J. Zavadil, Temperature sensing down to 4 K with erbium-doped tellurite glasses, J Non-Cryst Solids, 575 (2022) 121183.
  3. R. Yatskiv, J. Grym, Š. Kučerová, S. Tiagulskyi, O. Černohorský, N. Bašinová, J. Veselý, Tunable visible emission in nanostructured thin films and bulk ZnO, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 102 (2022) 447-453.
  4. P. Kostka, R. Yatskiv, J. Grym, J. Zavadil, “Luminescence, up-conversion and temperature sensing in Er-doped TeO2-PbCl2-WO3 glasses” Journal of Non-Crystalline Solids 551, 120287 (2021).
  5. P. Pleskunov, T. Košutová, M. Vaidulych, D. Nikitin, Z. Krtouš, S. Ali-Ogly, K. Kishenina, R. Tafiichuk, H. Biederman, I. Gordeev, J. Drewes, I. Barg, F. Faupel, M. Cieslar, R. Yatskiv, Y. Pihosh, V. Nandal, K. Seki, K. Domen, A. Choukourov, The sputter-based synthesis of tantalum oxynitride nanoparticles with architecture and bandgap controlled by design, Applied Surface Science, 559 (2021) 149974.
  6. A. V. Vasin, S. Muto, Y. Ishikawa, D. V. Kysil, S. V. Sevostianov, O. F. Isaieva, G. Yu Rudko, R. Yatskiv, S. Starik, V. A. Tertykh, A. N. Nazarov, and V. S. Lysenko, „Evolution from UV emission of phenyl groups to visible emission of pyrolytic nanocarbons dispersed in fumed silica: Alternative insight into photoluminescence of carbon nanodots,“ Journal of Luminescence 219, 116926 (2020). 
  7. R. Yatskiv and J. Grym, „Luminescence properties of hydrothermally grown ZnO nanorods,“ Superlattice Microst 99, 214-220 (2016).

 

Nanofabrikace

Vyvíjíme litografické metody pro řízení nukleace a růstu jednorozměrných polovodičových nanostruktur pomocí fokusovaných elektronových a iontových svazků a skenovacích sond. Cílem je navrhnout techniky pro polohově řízenou depozici polovodičových nanostruktur včetně mřížkově nesourodých substrátů s nejednotnou morfologií. Dále vyvíjíme metody pro nanomanipulaci jednotlivých nanostruktur a pro výrobu elektrických kontaktů v nanorozměrech.

Publikace:

  1. O. Černohorský, J. Grym, H. Faitova, N. Bašinová, Š. Kučerová, R. Yatskiv, and J. Veselý, „Modeling of Solution Growth of ZnO Hexagonal Nanorod Arrays in Batch Reactors,“ Crystal Growth & Design 20, 3347−3357 (2020).
  2. S. Tiagulskyi, R. Yatskiv, H. Faitová, Š. Kučerová, D. Roesel, J. Vaniš, J. Grym, J. Veselý, „Highly Rectifying Heterojunctions Formed by Annealed ZnO Nanorods on GaN Substrates,“ Nanomaterials 10 (3), 508 (2020).
  3. S. Tiagulskyi, R. Yatskiv, H. Faitová, Š. Kučerová, J. Vaniš, J. Grym, „Electrical properties of nanoscale p-n heterojunctions formed between a single ZnO nanorod and GaN substrate,“ Materials Science in Semiconductor Processing 107, 104808 (2020).

Aplikace polovodičových nanostruktur

Pochopení růstových jevů polovodičových nanostruktur spolu s unikátními metodami elektrické charakterizace jednotlivých nanostruktur in-situ otevírají cestu k jejich využití v elektronických a optoelektronických zařízeních, včetně zdrojů a detektorů světla, plynových senzorů a zdrojů zelené energie.

Publikace:

  1. R. Yatskiv, M. Vorochta, N. Bašinová, T.N. Dinhova, J. Maixner, J. Grym, Low-temperature gas sensing mechanism in β-Ga2O3 nanostructures revealed by near-ambient pressure XPS, Applied Surface Science, 663 (2024) 160155.
  2. A. Vasin, O. Slobodian, A. Rusavsky, O. Gudymenko, P. Lytvyn, S. Tiagulskyi, R. Yatskiv, J. Grym, E.G. Bortchagovsky, V. Dzhagan, D.R.T. Zahn, A.N. Nazarov, Nanoscale morphology tailoring in plasma deposited CNx layers, Journal of Physics D: Applied Physics, (2023).
  3. R. Yatskiv, S. Tiagulskyi, J. Grym, J. Vaniš, N. Bašinová, P. Horak, A. Torrisi, G. Ceccio, J. Vacik, and M. Vrňata, „Optical and electrical characterization of CuO/ZnO heterojunctions,“ Thin Solid Films 693, 137656 (2020).
  4. L. Piliai, D. Tomeček, M. Hruška, I. Khalakhan, J. Nováková, P. Fitl, R. Yatskiv, J. Grym, M. Vorokhta, I. Matolínová, M.  Vrňata, „New Insights towards High-Temperature Ethanol-Sensing Mechanism of ZnO-Based Chemiresistors,“ Sensors 20 (19), 5602 (2020).
  5. R. Yatskiv, J. Grym, P. Gladkov, O. Cernohorsky, J. Vanis, J. Maixner, and J. H. Dickerson, „Room temperature hydrogen sensing with the graphite/ZnO nanorod junctions decorated with Pt nanoparticles,“ Solid State Electron 116, 124-129 (2016).
  6. R. Yatskiv, J. Grym, and M. Verde, „Graphite/ZnO nanorods junction for ultraviolet photodetectors,“ Solid State Electron 105, 70-73 (2015).
  7. R. Yatskiv, J. Grym, K. Zdansky, and K. Piksova, „Semimetal graphite/ZnO Schottky diodes and their use for hydrogen sensing,“ Carbon 50 (10), 3928-393
Skip to content