Nanotehnoloģiju nodaļa

Nanomateriālu laboratorijas galvenie pētījumu virzieni ir nanovadu un to arhitektrūru struktūra, vadāmība, mehāniskās īpašības, nanoiekārtas, bioloģisku molekulu elektriskās īpašības, to 2D un 3D arhitektūra, iekārtu attīstīšana nanomijiedarbību pētīšanai. Šī laboratorija nodarbojas ar nanostrukturētu materiālu sintēzi, to īpašību izpēti, kā arī praktiski pielietojamu iekārtu izveidi. Te ir apkopota aparatūra un prasmes ātrai jaunu materiālu pārbaudei potenciāliem pielietojumiem. Izmantojot in-situ nanomanipulācijas metodes tiek izveidoti jaunu materiālu nanometru izmēru iekārtu prototipi, kādus nav iespējams iegūt izmantojot parastos tehnoloģiskos procesus. Ar šo metodi tiek pētītas izveidoto struktūru elektriskās un mehāniskās īpašības.

Pētāmie materiāli Bi₂S₃, Bi₂Se₃, Bi₂Te₃ nanovadi, nanolentas oglekļa nanocaurulītes, grafēna Au, Ag nanodaļiņas, Bi₂Se₃, Bi₂Te₃ , Al₂O₃ plānas kārtiņas, nanolamināti un nanokompozīti.

Svarīgākās iekārtas ir fizikālo īpašību mērīšanas sistēma (PPMS) Dynacool9T (Quantum Design, temperatūras diapazons no 1,8 līdz 400 K, magnētiskais lauks ±9 T), magnetrona uzputināšanas sistēma Sidrabe, ķīmiskie (First Nano Easy Tube 101) un fizikālie (GCL-1100X, MTI Corp.; OTF-1200X; CVD-4M ) tvaika nogulsnēšanas reaktori; skenējošais elektronu mikroskops Hitachi S-4800, kas aprīkots ar EDX detektoru; atomspēku mikroskops Asylum research MFP-3D; Precīzas kodināšanas pārklāšanas sistēma Gatan Model 682; Paplašināts plazmas tīrītājs Harrick Plasma PDC-002; vektoru ķēžu analizators ZNB 8 (Rohde & Schwarz), kā arī virkne speciāli izgatavotu iekārtu, t. sk., iekārtu kontrolētai alumīnija anodēšanai, nanodaļiņu dielektroforētiskai sakārtošanai un superkritiskai žāvēšanai.

Laboratorija nodarbojas ar nanostrukturētu materiālu, piemēram, sakārtotu nanodaļiņu masīvu, metāla-dielektriķa-metāla sistēmu, kompozītu plāno kārtiņu, u.c. konfigurāciju optisko īpašību izpēti un pielietojumu izstrādi. Nanomateriālu sintēzē tiek izmantoti pašorganizējoši fizikālie un ķīmiskie procesi, kas vienlaicīgi ļauj veidot lielus un ļoti detalizētus pārklājumus. Biežāk izmantotie materiāli ir Au, Ag nanodaļiņas, porains anodētais alumīnija oksīds (PAAO), ZnO. Dažādās kombinācijās tie apvieno metālu plazmoniskās īpašībās, fotoluminiscenci, un strukturālās rezonanses, kuras var izmantot optisko sensoru veidošanai. Svarīgākās iekārtas ir invertētais fluorescences mikroskops, kas aprīkots ar spektrometru, programmējamu paraugu galdiņu, tumšā lauka kondensoru, dzesējamu CCD kameru, dažādi lāzeri, plašs optomehānisko komponenšu komplekts ierīču prototipēšanai, speciāli konstruētas un automatizētas elektroķīmiskās un fizikālo procesu iekārtas.