Лаборатория физико-химии и диагностики пленок

Лаборатория создана в 1972 г. как Центр электронной микроскопии Министерства химической промышленности. С 1983 г. - Центр диагностики поверхности. С 1994 г. - Лаборатория физико-химии и диагностики пленок (ЛФХДП).

Руководитель

Томашпольский Юрий Яковлевич,  заведующий лабораторией, профессор, доктор физико-математических наук. 


Область научных интересов - поверхность, пленки, инструментальные методы анализа вещества и материалов, оксидные сверхпроводники, сегнетоэлектрики, полупроводники.

Тел. (495)917-17-27,
факс (495)975-24-90,

E-mail tomash@cc.nifhi.ac.ru

Сотрудники лаборатории

Садовская Наталия Владимировна, ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук
Область научных интересов - атомно-силовая микроскопия, растровая электронная микроскопия, поверхность , пленки.

Прутченко Сергей Григорьевич, ведущий инженер.
Область научных интересов - электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ

Борисов Юрий Владимирович, ведущий инженер.
Область научных интересов - просвечивающая электронная микроскопия, электронная дифракция

Варшавский Марк Владимирович, инженер.
Область научных интересов - методы анализа, теория металлорганических связей

Павлова (Холопова) Светлана Юрьевна, научный сотрудник.
Область научных интересов - пленки, поверхность, методы анализа.

Лозовский Александр Дмитриевич, старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук
Область научных интересов - Оже-электронная спектроскопия, рентгеноэлектронная спектроскопия.

Задачи лаборатории:

I. Эффективное использование инструментальных методов анализа пленок и поверхности и разработка новых методов анализа;
Методы: просвечивающая электронная микроскопия, растровая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, оже-электронная спектроскопия, фотоэлектронная спектроскопия;

II. Разработка современных технологий получения функциональных (сверхпроводящих, сегнетоэлектрических, полупроводниковых и др.) пленок для различных применений.

Результаты:

По задаче I.

1. Разработан комплекс методов анализа на основе вторично-электронной эмиссиометрии в растровом электронном микроскопе, позволяющих определить степень нестехиометрии по кислороду до 10 -5 моля и проводить фазовый анализ в областях до 10-2 куб мкм.

2. Разработан способ определения поверхностной концентрации кислорода в оксидах методом рентгеноэлектронной спектроскопии. А.С. № 1182361. О.В.Петрова, И.Я.Колотыркин, Ю.Я.Томашпольский. Способ измерения поверхностной концентрации кислорода в оксидах. Гос.реестр изобр. 01.06. 1985 г.

3. Разработан способ определения температуры поверхности методом рентгенфотоэлектронной спектроскопии. А.С.№1255874. О.В.Петрова, И.Я.Колотыркин, Ю.Я.Томашпольский. Способ определения температуры поверхности. Гос.реестр изобр.08.05.1986 г.

4. Разработан способ определения условий образования полезных минералов в геологии методом оже-электронной спектроскопии. А.С.№1326970. Н.А.Ашихмина, О.А.Богатиков, Д.И.Фрих-Хар, Е.Н.Лубнин и Ю.Я.Томашпольский. Способ выявления восстановительной среды минералообразования в магме. Гос.реестр изобр. 01.04.1987 г.

5. Разработан способ определения состава кислорода в ВТСП материалах методом вторичной электронной эмиссии. А.С. № 1524674. Ю.Я.Томашпольский, М.А.Севостьянов, Н.В.Колганова. Способ анализа твердых тел . Гос.реестр. изобр.22.07.1986 г.

6. Разработан способ определения качества ВТСП материалов. А.С. № 702269 . Ю.Я.Томашпольский Н.В.Колганова, Е.Д.Политова и др. Способ определения качества ВТСП материалов. Гос.реестр. изобр.01.09.91 г.

7. Разработан инструментальный метод локального фазового анализа в объеме до 10-2 куб.мкм. А.С. N 1609289. Ю.Я.Томашпольский, М.А.Севостьянов, Н.В.Колганова и др. Способ идентификации фаз в ВТСП материалах . Гос.реестр изобр. 22.07.90 г.

8. Разработан инструментальный метод локального определения содержания кислорода в оксидах в объеме до 10-2 куб.мкм и абсолютной чувствительностью до 10-5 моля. Патент РФ N 124716 .Ю.Я.Томашпольский, Н.В.Садовская. Метод анализа твердых тел. Б.и. 10.01.1999 г.

9. Разработан метод определения содержания примесных элементов в природных и промышленных водах и устройство пробоотборника. Патент N 2152614. С.Г.Прутченко, Г.А.Григорьева, Ю.Я.Томашпольский. Способ определения содержания примесных элементов в природных и промводах и устройство пробоотборника.Б.и. 10.07.2000 г.

10. Разработан совместно с УжГУ метод изготовления оптических фильтров. Патент № 2167837. Ю.Я.Томашпольский, И.В.Фекешгази,О.Б.Кондрат, Э.П.Бобонич, П.П.Бобонич, А.И.Палко, И.Э.Качер. Способ изготовления однослойного интерференционного оптического фильтра. Б.и. 27.05.2001г.

11. Разработан совместно с УжГУ прибор для регистрации процесса дыхания. Патент 2172136. Ю.Я.Томашпольский, В.М.Бора,В.П.Фекета, П.П.Бобонич, А.Б.Кондрат, Э.П.Бобонич. Датчик для регистрации процесса дыхания. Б.и.20.08.2001 г.

По этому направлению опубликованы 1 монография, 3 обзора и свыше 50 научных статей.

Наиболее значимые работы:
• Ю.Я.Томашпольский. Электронное зондирование сложных оксилов металлов.М., Металлургия 1981, 136 с.
• C.Diaz-Guerra, J.Piqueras, Yu.Ya.Tomashpolsky, N.V.Sadovskaya. Electron beem induced compositional and structural changes in Tl₂Ba₂CuO_6+x .Supercond.Sci.Technol.,1996,v.9,pp.766-774.
• Ю.Я.Томашпольский, Н.В.Садовская, К.Диаз-Гуерра,Х.Пикерас, С.Опагист. Структурные и композиционные изменения в сверхпроводящих керамиках при локальном электронном облучении. Физика твердого тела, 1997,т.39, N3, 452-456.
• Yu.Ya.Tomashpolsky. Analytical Secondary Electron Emissiometry. Microsopy and Analysis, 2001, Issue 71, May 2001, P.17-22.
• Ю.Я.Томашпольский. Аналитическая вторично-электронная эмиссиометрия поверхности в растровом электронном микроскопе. Поверхность.Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2001, N 6, с.16-26.
• Ю.Я.Томашпольский. Вопросы количественной вторично-электронной эмиссиометрии поверхности. Изв.РАН.2001. т.65.№9.с.1349-1358.
• Tomashpolsky Yu.Ya. Secondary electron emission from oxides: Part I. Model concepts and methodology. Part II. Semiconductors. Ferroelectics 163, 115-122, 123-128, 1995.
• Tomashpolsky Yu.Ya. et al. Secondary electron emission from oxides: Part III. Superconductors. Ferroelectrics 163, 128-133, 1995.
• Tomashpolsky Yu.Ya.et al. Secondary electron emissiometry of phase transitions in ferroelectrics and superconductors. Ferroelectrics 170, 97-100, 1995.
• Ю.Я.Томашпольский. Поверхностный барьер в моделях вторично-электронной эмиссии. Поверхность: рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2003, N3,с.6-10

По задаче II.

Разработаны лабораторные регламенты технологий синтеза оксидных пленок сложных оксидов из металлоорганических растворов методами спрей-пиролиза, погружения-вытягивания, седиментации и термического распыления для различных применений.
Сегнетоэлектрические пленки:
BaTiO₃
PbTiO₃
Pb(Ti,Zr)O₃
Pb₅Ge₃O₁₁
(Ba,Sr)TiO₃
Сверхпроводящие пленки:
YBa₂Cu₃O_7-x
Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x
Полупроводниковые пленки:
TiO_2-x
SnO₂
NiO
Пленки:
Al₂O₃
и др.

Пленочные гетероструктуры сегнетоэлектрик-сверхпроводник:
Pt/Pb(Ti,Zr)O₃/ZrO₂/Bi₂Sr₂CaCu₂O₈
Температура сверхпроводящего перехода 80 К,
Температура сегнетоэлектрического перехода 365 ⁰С.

LaAlO₃/Bi₂Sr₂CaCu₂O₈/SrTiO₃/(Ba, Sr)TiO₃
Температура сверхпроводящего перехода 70 - 75 К
Температура сегнетоэлектрического перехода ~20 ⁰С

Охранные документы:
1. М.В.Пентегова, Н.А.Свиридова, Ю.Я.Томашпольский.Способ получения сегнетокерамических пленок А.С.N 658805, зарегистр.28.12.1978
2. Ю.Я.Томашпольский, Л.А.Сорокина, М.А.Севостьянов и др. Способ получения сегнетоэлектрических пленок А.С. N437813, зарегистр.5.04.1974
3. С.М.Шрамченко, М.А.Севостьянов,Ю.Я.Томашпольский. Способ изготовления пленок титаната бария. А.С. N1360241, зарегистр.15.08.1987
4. И.Э.Качер, Ю.И.Тягур, Ю.Я.Томашпольский и др. Способ получения пленок тио- и селеногаллатов кадмия. А.С. N 1461031, зарегистр. 22.10.1986
5. Г.В.Балакирев, М.А.Севостьянов, Ю.Я.Томашпольский, М.В.Фролов. Устройство для испарения материалов в колонне электронного микроскопа. А.С. N1258089, зарегистр. 15.05.1986
6. В.И.Кукуев, Э.П.Домашевская, Ю.Я.Томашпольский. Устройство для лазерного напыления и исследования тонких пленок. Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 20.04.94 по заявке 93-041351/10(041334) от 17.08.1993
7. В.И.Кукуев, Ю.Я.Томашпольский и др. Способ получения сверхпроводящих металлооксидных пленок. Патент N2037915, зарегистр.19.06.1995

Опубликовано 2 монографии, 4 обзора и свыше 150 публикаций.

Наиболее значимые работы:
• Ю.Я.Томашпольский. Пленочные сегнетоэлектрики.М.Радио и связь. 1984.193 с.
• Ю.Я.Томашпольский, Л.Ф.Рыбакова, О.В.Федосеева, И.А.Носкова, С.А.Меньших. Сверхпроводящие пленки иттрий-бариевого купрата с Тс=94 К, полученные методом спрей-пиролиза растворов метакрилатов. Неорганические материалы, 2001, т.37,N 1, с.75-80.
• Ю.Я.Томашпольский, Л.Ф.Рыбакова, Т.В.Лунина, О.В.Федосеева, С.Г.Прутченко, С.А.Меньших. Сегнетоэлектрические пленки цирконата-титаната свинца, полученные методом аэрозольного осаждения и пиролиза растворов карбоксилатов. Неорганические материалы, 2001, т.37,N 5,с.596-604.
• Ю.Я.Томашпольский, Ю.В.Голикова, Л.Ф.Рыбакова. Сегнетоэлектрические пленки твердых растворов (Ba,Sr)TiO₃ , полученные осаждением из растворов карбоксилатов. Неорганические материалы, 2002,т.38, №9,с.
• Ю.Я.Томашпольский, Ю.В.Голикова, Л.Ф.Рыбакова. Пленки Al2O3 на металлических фольгах, полученные методами седиментации и из химических растворов. Неорганические материалы, 2002, т.38,№4, с.454-457.
• Yu.Ya.Tomashpolsky, P.A.Sheglov, S.A.Menshikh, S.G.Prutchenko, L.F.Rybakova. Ferroelectric films of lead germanate prepared by modified chemical deposit techniques. Integrated Ferroelectrics, 2000, v.75(4),pp.1-14.
• Yu.Ya.Tomashpolsky, S.A,Menshikh, L.A.Geraskina, S.G.Prutchenko, P.A.Artamonov, L.F.Rybakova. HcT superconductinf films of bismuth-strontium-calcium cuprate prepared by modified chemical deposition techniques. Integrated Ferroelectrics, 2000, v.75(4), pp. 25-35.
• Ю.Я.Томашпольский, Н.В.Садовская, М.В.Варшавский, С.Ю.Павлова. Фазообразование в пленках Bi₂Sr₂CaCu₂O₈, получаемых из растворов метакрилатов металлов. Неорганические материалы, 2004, т.40, №9, с.1098-1105
• Н.В.Садовская, Ю.Я.Томашпольский, Л.Ф.Рыбакова, О.А.Муранова, С.Г.Прутченко. Гетероструктура (Ba,Sr)TiO₃/Bi₂Sr₂CaCu₂O₈ с барьерным слоем SrTiO₃. Неорганические материалы, 2004, т.40,№11,с.1376-1381
• Ю.Я.Томашпольский, Н.В.Садовская. Наномасштабные особенности морфологии в эволюции структуры пленок ВТСП из металлоорганических аэрозолей. Кристаллография. 2005. Т.50.N 6.с.1091-1098

Проекты, гранты, награды

1. Гос. проект с Минэкологии по разработке методов анализа воды и стоков 1992-94 г.г.
2. Гос программа по сверхпроводимости 1988-2003 г.г.
3. Грант Сороса 1994-1995 г.г.
4. Грант НАТО 1994-95 г.г.
5. Президентская программа ИНТЕГРАЦИЯ 1993-2004 г.г.
6. Гранты РФФИ 1993-2007 г.г.
7. Проект МНТЦ по наноструктурным сенсорам 2002-2004 г.г.
8. Проект IPP по получению и анализу пленок ВТСП на фольгах. 2005-2007 г.г.

Медаль РАН им.Н.С. Курнакова за достижения в области аналитической химии.

Приглашение к сотрудничеству

Лаборатория готова сотрудничать в области разработки пленочных технологий, разработки пленочных структур со свойствами сенсоров,сегнетоэлектриков, пъезо- и пироэлектриков, сверхпроводников, полупроводников, анодов, фотохромных слоев и др. для различных применений.
Лаборатория готова к сотрудничеству в развитии новых методов анализа , в том числе поверхности и пленок, а также к выполнению крупномасштабных аналитических работ методами просвечивающей, растровой, атомно-силовой микроскопии, рентгеноспектального микроанализа, электронографии.