Nanoszerkezetek és Alkalmazott Spektroszkópia Kutatócsoport

Csoportvezető: Veres Miklós

Csoport weboldala: https://www.szfki.hu/hu/nanostr

A Nanoszerkezetek és Alkalmazott Spektroszkópia kutatócsoport kutatási területei a Raman- és fotolumineszcencia-spektroszkópia; a klasszikus, a felületerősített és a stimulált Raman-szórásra épülő új mérési eljárások fejlesztése és alkalmazása biológiai és szervetlen mintákon; valamint speciális tulajdonságokkal rendelkező szén alapú nanoszerkezetek (nanogyémántok) és rendezetlen anyagok (amorf szenek, kalkogenidek) szerkezetének és tulajdonságainak vizsgálata és célzott módosítása.

A csoport gazdag tapasztalatokkal rendelkezik az amorf vékonyrétegek elõállítása és vizsgálata területén. A kutatások általában arra irányultak, hogy felderítsék az összefüggéseket a szerkezet és olyan makroszkópikus tulajdonságok között, mint az elektromos transzport, az optikai sajátságok, a fotovezetés és a fotolumineszcencia. Mind az anyagminták elõállításához, mind pedig a kísérleti vizsgálatokhoz szükséges berendezések többségét a csoport mûködteti.

Az utóbbi néhány évben az amorf szén vékonyrétegekkel és fõként a gyémántszerû tulajdonságokat mutató filmekkel foglalkoztunk. Rádiófrekvenciás (rf) ködfénykisüléssel állítjuk elõ ezeket a rétegeket különbözõ szerves anyagokból (metán, benzol, stb) a gázösszetétel, áramlási sebesség és gáznyomás, valamint az rf teljesítmény, mint paraméterek szabályozásával. Így az elõállított rétegek tulajdonságai széles tartományban kontrolláltan változtathatók.

Az így elõállított minták atomi skálájú szerkezetét Raman szórással és infravörös spektroszkópiával határozzuk meg. A rétegek elektromos vezetõképessége a szigetelõtõl a félvezetõn keresztül a félfémesig változtatható, ezért fontos az elektromos vezetés mechanizmusának megértése ezen filmekben. Az egyenáramú vezetés hõmérsékletfüggésének mérésével, illetve a vezetési fluktuációk vizsgálatával következtetünk a domináns vezetési mechanizmusokra. A nagy tilos sávszélességû amorf szén vékonyrétegek hatékony szobahõmérsékletû lumineszcenciát mutatnak, ami a lapos kijelzõk fejlesztéséhez járulhat hozzá számottevõen. Ugyanezen fejlesztések szempontjából fontos, hogy e nagy tilos sávszélességû szénrétegek elektron kilépési munkája igen kicsi.

Ezen amorf szén vékonyrétegek elõállítása során megfelelõ elõállítási paraméterek mellett a fémes hordozó felületén nagy hatékonysággal képzõdnek azok a szén szerkezetek, amelyeket grafit nano-csöveknek neveznek. E csövek valószínûleg más esetekben is kialakulhatnak kisebb koncentrációban, így vizsgálatainkat a jövõben kiterjesztjük ebbe az irányba is. Ezen nano-csövek nagy kihívást jelentenek a kutatás számára, és nagy gyakorlati jelentõségük már most látszik számos területen, mint pl. a hidrogén tárolás.