Апаратура

Чистата стая в Наноцентъра на ИФТТ-БАН е клас 10 000 с площ около 40 м2. Климатичната инсталация на помещението осигурява поддържане на температура 22o ± 2o C и влажност на въздуха 50% ±10%, както и ограничение на запрашеността на не повече от 10 000 частици с размер над 0.5 µm на кубичен фут.

Системата за PECVD Оксфорд Instruments “Nanofab Plasmalab System 100″ е модерен многофункционален инструмент за различни CVD и PECVD процеси. Системата има устройство за смяна на подложката при запазване вакуума в работната камера и е предназначен за подложки с размери 2″ – 8″. Максималната температура на държача на подложката е 1200 ° С, което е подходящо за нанасяне на графен. В реакционната камера може да бъде генерирана както радиочестотна (MHz), така и нискочестотна (kHz) плазма. Системата е оборудвана с шест газови линии, което позволява голямо разнообразие от химични процеси. Апаратурата се използва за производство на графен и въглеродни нанотръбички. Наличните газове са: амоняк, ацетилен, метан (чистота 99.999%), кислород (чистота 99.999%), водород (чистота 99.999%), азот (чистота 99.999%), аргон (чистота 99.999%).

Последователното отлагане на атомни слоеве е метод за получаване на тънки слоеве от различни материали чрез нанасяне от газова фаза. Методът се базира на последователни, самоограничаващи се химически реакции позволяващи получаването на „конформни“ покрития върху комплексни структури, прецизен контрол на дебелината и химичния състав на слоя. Отлагането на атомни слоеве е мощен метод за много индустриални и изследователски приложения. Получената в рамките на Европейския проект ИНЕРА установка TFS 200 на фирмата Beneq е многофункционална изследователска апаратура, която дава възможност за термично и плазмено-стимулирано отлагане на атомни слоеве. Използва се капацитивна плазма, което е днешният стандарт в тази област. TFS 200 може да покрива със слоеве както плоски подложки, така и тримерни обекти с произволна форма. TFS 200 има уникални възможности за работа с различни прекурсори в различни режими при температури до 400 оС. Апаратурата разполага с 6 различни газови линии и резервоари за 4 течни и три нагреваеми източника, чието комбиниране дава разнообразни по химичен състав слоеве. Възможните прекурсори са: DEZ (диетил цинк), TMA (триметил алуминий), BTBAS ((Bis(tertiary-butyl-amino)силан)), Ferrocene (bis(η5-циклопентадиенил)желязо), Cobaltocene (Bis(η5- циклопентадиенил)кобалт), Nickelocene ((Bis(циклопентадиенил)никел(II)). Първоначалните експерименти по отлагане на тънки слоеве от чист и легиран ZnO с различна дебелина върху Al2O3 показаха добри резултати.

Модерната модулна експериментална установка SP-200 представлява потенциостат и галваностат в един уред. В нея са комбинирани най-новите електронни технологии, което я прави универсален прибор за изследвания в областта на електрохимията. SP-200 предлага плаващ режим на измервена, аналогово филтриране, вградена калибровъчна приставка и висока електронна стабилизация за по-добър контрол по време на работа. Електрохимичната апаратура е оборудвана със сонда за ултра нисък ток, което разширява обхвата на тока от 1 pA до 500 mA. Опорното напрежение може също да се променя в рамките +/- 10 V. Честотният диапазон на апарата в режим на електрохимични импедансни измервания е в рамките от 10 μHz до 3 MHz.

Напълно окомплектована лабораторна филтрираща мембранна система (MaxiMem, Prozesstechnik GmbH) с неговата компактна и ергономична конструкция дава възможност за извършване на всички задвижвани от разлика в налягането мембранни процеси като обратна осмоза, нанофилтруване, ултрафилтрация и микрофилтрация. Филтриращата система е съставена от корпус от неръждаема стомана, честотно управляема помпа (работно налягане до 60 бара), температурен контролер за работния съд (обем 2,5 до 100 л), гама от мембранни модули (площ от 200 cm2 до 2.5 m2) и електронен дисплей. Експерименталните условия за работното налягане, производителността на помпата, температурата, потокът на пропускане …, се контролират прецизно и записват за по-нататъшен анализ и проектиране на нови производствени процеси. Качествата на апаратурата за алтернативно сепариране на топлинно и химически неустойчиви вещества я правят уникална за целта.

Системата за измерване на физични свойства (PPMS) на компанията Quantum Design е универсален криостатен прибор за магнитни, термични и електро-транспортни експерименти при силни магнитни полета (снабден със свръхпроводящ магнит – 9Т) и в широк температурен интервал (2–400 K). PPMS-9T предлага разнообразни експериментални възможности за изследване на множество физични свойства и за детайлно охарактеризиране на иновативни материали в различни структурни форми: наноструктури, обемни образци и монокристали. Базовите възможности на криостатната система осигуряват акуратен контрол по отношение на стабилност и вариране на температурата и магнитното поле. Системата PPMS-9T предлага следните основни категории експерименти: Модул за електро-трансанспортни измервания Модулът за измерване на електрично съпротивление (при приложен AC / DC ток) анализира електричите свойства на даден материал в зависимост от температурата и / или магнитното поле. Експерименталната установка е базирана на четирисондов метод (също Van der Paw) и позволява прецизно дискретно изменение на приложения ток (I ~ 5 nA до 5mA) за определяне на стойности на съпротивлението от проядъка на ~μΩ до 4MΩ. Модулът за AC електрични измервания включва няколко основни вида експерименти: - Измервания на съпротивлението с висока точност и чувствителност в nΩ диапазон при различни амплитуди и честоти на приложения AC ток. - Анализ на I-V характеристики с лимит на приложения ток от порядъка на ±2А с висока разделителна способност и контрол. - Изследване на ефект на Хол с детайлна информация за основни електрични свойства на даден материал като тип и мобилност на зарядите. Модул за термични измервания Модулът предлага набор от експерименти за определяне на основни величини като топлинен капацитет и термо-електрична мощност (коефициент на Seebeck) в температурния интервал – 1.9-400K. Експерименталната разделителна способност е от порядъка на 10nJ/K при 2K, а средната грешка при измерването е в рамките на 2%. Магнитометрия AC / DC магнитометърът дава възможност за подробно изследване на магнитната природа на различни типове образци (тънки слоеве, монокристали, наночастици и обемни образци). В стандартен режим на екстракционен магнитометър системата измерва магнитния момент в границата на чувствителността (М~ 10-5 emu) като функция на температурата и магнитното поле. Основната функция на AC магнитометъра дава възможност за качествен и количествен анализ на АС магнитния отклик при разнообразни магнитни фазови преходи (в различна амплитуда и честота на AC полето) с много висока чувствителност (Mac ~ 10-7 emu). Направление „Функционални материали и наноструктури“ осъществява техническа и криогенна поддръжка на криостатната система Quantum Design: PPMS-9T за електрични, магнитни и термични изследвания при ниски температури (1.9К-400К) и силни магнитни полета (+/-9Т)."

Програмируема тръбна пещ “Carbolite” до 1600 оC с възможности за провеждане на синтез в различни газови среди и вакуум.

Малка технологична линия за рутинни микроелектронни операции (включително фотолитография) и изготвяне на структури и сензори на основата на силициева тънкослойна технология.

Сканиращ електронен микроскоп (дигитализиран с увеличение 40 000 пъти) Philips с приставка за ТЕМ