5.2 Принципи і техніка високолокальної мікрохвильової діагностики і модифікації матеріалів та об’єктів

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Розробка може бути практично використана у новітніх технологіях мікро- та наноелектроніки, медицині, матеріалознавстві. Масштаб застосування – від унікальних наукових досліджень до використання при серійному виробництві й контролі мікросхем, а також при мікрохвильової терапії в медицині. Партнерами у доведенні розробки до серійного випуску універсальної технічної системи або спеціалізованих її варіантів можуть
бути підприємства України, Білорусі та Росії, що спеціалізуються на виробництві
НВЧ апаратури.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Розробка спрямована на створення новітніх мікрохвильових технологій  широкоформатної діагностики та модифікації матеріалів і об’єктів з високою (мікронною і субмікронної) роздільною здатністю і локальністю. На базі цієї розробки можуть створюватися новітні засоби локального відпалу, перелегування і випаровування напівпровідників; локальної модифікації
біооб’єктів шляхом НВЧ нагріву; дослідження та контролю широкого спектру електрофізичних параметрів і властивостей матеріалів шляхом безконтактного високолокального сканування.

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ: Суть розробки базується на відомому і широко застосовується в новій галузі скануючої зондової мікроскопії, так званої мікрохвильової мікроскопії (СММ), принципів локалізації НВЧ випромінювання за допомогою ближньопольових джерел. Тривимірна локалізація НВЧ поля таких джерел може здійснюватися з мікронними і субмікронними розмірами. Сканування об’єкта подібними джерелами в розробці здійснюється як з метою діагностики, так і з метою модифікації (в першу чергу теплової).

У розробці здійснено детальне теоретичне обґрунтування принципів проектування основних вузлів апаратури такої діагностики та модифікації. Встановлено
кількісні співвідношення, що необхідні для отримання практичних значень експлуатаційних характеристик залежно від конструктива основних вузлів
апаратури і параметрів об’єктів.

Зовнішній вигляд експериментального зразка технічної установки для мікрохвильової діагностики та модифікації об’єктів представлений на рис. 1.

Установка дозволяє в режимі діагностики отримувати зображення просторового розподілу з мікронною роздільною здатністю наступних електрофізичних параметрів напівпровідникових пластин і плівок: діелектричної проникності, питомого опору, фотопровідності, часу життя носіїв, нерівності поверхні та ін.

У режимі модифікації можна нагрівати з мікронною локальністю приповерхневих шарів напівпровідників і діелектриків до температур 1500 ºС.

 

 

Рис. 1 – Зовнішній вигляд експериментального зразка технічної установки

 

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗРОБКИ: Розробка є новоствореною, широко обговорена в наукових статтях і на конференціях, захищена двома патентами на корисну модель.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ: Перевагами розробки є забезпеченість принципів конструювання та отримання кількісної інформації при діагностиці та модифікації адекватною практичною теорією. Новизною розробки є реалізованість високолокальної модифікації і комплексність модифікації та діагностики
(поєднання в одному технічному засобі високолокальної модифікації і контролю її наслідків в об’єкті).

АНАЛІЗ РИНКУ: Аналоги розробленої системи в Україні відсутні. За кордоном є аналоги мікрохвильового мікроскопа для діагностики. Аналоги системи для мікромодифікації відсутні. Конкуренції нашій розробці, через відсутність аналога комплексної установки, не має.

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Запропоновані шляхи трансферу розробки: обмін досвідом та інформацією про науково-технологічні досягнення, проведення консультацій з питань застосування технологій, постачання технологій у межах договорів про їх трансфер з урахуванням ринкової потреби.

СТАДІЯ РОЗРОБКИ: Розробка повністю завершена в стадії теоретичного та експериментального обґрунтування принципів функціонування, проектування
та градуювання. Э програмна та оригінальна конструкторська документація. Створено макет дослідної установки.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: Для проведення додаткових НДДКР з метою розробки дослідного зразку і його випробування необхідно близько двох років і фінансування у розмірі 2 мільйонів гривень. Можливі джерела фінансування –
як бюджетне, так і за рахунок коштів юридичних осіб.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРА АБО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Гордієнко Юрій Омелянович, д.ф.-м.н., проф.

зберегти цю сторінку в PDF