Наукова робота кафедри ЕП

На кафедрі розробляються нові структури та прилади електронної техніки на основі напівпровідників, діелектричних, рідкокристалічних матеріалів та проводиться модифікації їхніх параметрів методами лазерної, плазмової, термічної та інших методів обробок і впливу на матеріали.

Створено наукову школу під керівництвом професора З.Ю.Готри з такими базовими напрямками:

• структури та пристрої органічної електроніки на основі нанорозмірних матеріалів;
• електрооптичні ефекти в рідких кристалах та пристрої інтегральної оптики на їх основі;
• сучасні елементи, пристрої напівпровідникової електроніки високого ступеня інтеграції;
• біомедична електроніка.

На кафедрі проводяться дослідження в напрямку створення пристроїв органічної електроніки на основі нанорозмірних плівок органічних напівпровідникових матеріалів (Стахіра П.Й., Черпак В.В., Волинюк Д.Ю., Возняк Л.Ю., Костів Н.В.). Так, вперше сформовано та досліджено органічні фоточутливі структури на основі органічного напівпровідника на гнучких підкладках та проведено комплекс електрофізичних досліджень їхніх параметрів. Розроблено нові технологічні рішення для прогнозованого формування гетеробар’єрів на основі органічних матеріалів та неорганічних напівпровідників, з метою їх подальшого використання як високоефективних електролюмінісцентних елементів. Проводиться також пошук нових і вдосконалення відомих технологій отримання інжекційних та антиоксидантних плівок на основі традиційних органічних матеріалів для покращення електролюмінісцентних властивостей електронних пристроїв.

У напрямку рідких кристалів та пристроїв інтегральної оптики (Микитюк З.М., Фечан А.В., Сушинський О.Є., Шимчишин О.Й., Вараниця А.В., Рудий А.) на кафедрі опрацьовані методи керування параметрами: регулювання кроку спіралі в НХС за рахунок структури матриці (впорядкованістю структури регулюється крок для збільшення інформаційної ємності екрана), пам’яті за рахунок регулювання розміру петлі гістерезису.

Вперше застосована дефектна структура в нематичних рідких кристалах для побудови рідкокристалічних індикаторів. Опрацьовано нові матеріали електропровідних прозорих шарів та матеріали для контактування з електропровідними прозорими плівками, з яких формуються електроди індикатора.

На кафедрі ведеться розробка рідкокристалічних сенсорів фізичних величин та шкідливих речовин з оптичним каналом передавання інформації. Проводяться дослідження в напрямку створення принципово нових систем відображення інформації на основі застосування електрокерованого світлорозсіювання в РК матеріалах у поєднанні з електрохромними наноструктурами. Досліджується також можливість створення рідкокристалічних лазерів з розподіленим зворотним зв’язком.

У лазерній технології (Микитюк З.М., Кучмій Г.Л., Сайчук Я.Д.) дедалі більшого значення набуває напрямок розвитку малоопераційних технологій для створення інтегральних мікросхем високого ступеня інтеграції. Існуючі лазерні методи лише частково вирішують ці проблеми, оскільки вони використовуються лише в окремих операціях, що ставить під сумнів рентабельність використання лазерної обробки.

Розглянуті можливості комплексного застосування впливу лазерного випромінювання для гетерування, відпалу та дифузії напівпровідникових структур. Показано, що додавання ефектів лазерного гетерування і гетерування за допомогою сильно легованого шару, а також використання розвинутої поверхні напівпровідника, сформованої методом лазерноіндукованого інтерференційного травлення, підвищує ємність гетера.

Останнім часом розроблено ряд нових органічних електролюмінісцентних пристроїв синього кольору свічення на основі похідних карбазолу та піразоліну. Запропоновано і показано ефективність використання високопровідних оптично прозорих напівпровідникових плівок йодиду міді в якості інжекційних шарів в органічних бар’єрних фоточутливих та електролюмінісцентних структурах на основі пентацену та Alq3 відповідно. Виявлено ефект генерування електричної напруги та струму в діодних структурах на основі фталоціанінів під дією аміачного середовища.

Цікаві роботи проводяться в галузі твердотільної електроніки. Вони охоплюють весь спектр теоретичних і практичних проблем, пов’язаних зі створенням біполярних інтегральних схем. Серед загальних проблем — розробка елементної бази, схемотехніки, технології виготовлення біполярних інтегральних схем, моделювання та САПР твердотільних пристроїв.

На кафедрі розвивається напрям сучасної системо- та схемотехніки на базі напівпровідникової електроніки високого ступеня інтеграції (Голяка Р.Л., Барило Г.І., Кремер І.П., Марусенкова Т.А., Кус Н.І.). Відповідно до тенденції розвитку електронної апаратури розробляються сигнальні перетворювачі інтелектуальних сенсорів /Intelligent Sensors/, що відповідають критеріям USB plug-and-play пристроїв та стандарту IEEE 1451.2. Освоєна нова елементна база провідних компаній світу Analog Devices, Future Technology Devices International, Cypress Semiconductor тощо. Пріоритетною є розробка високоінтегрованих мікропотужних низьковольтних пристроїв з мінімальним енергоспоживанням для портативної електронної техніки.

Отримані нові теоретичні та практичні результати в таких напрямках:

• потужні імпульсні біполярні інтегральні схеми наносекундного діапазону;
• інтегральні стабілізатори та інші схеми спеціального призначення;
• твердотільні сенсорні інтегральні схеми.

Створені унікальні пристрої сенсорної та вимірювальної техніки. Це, зокрема:

• вимірювальний перетворювач ємнісних сенсорів з роздільною здатністю 10-15 Ф на 24-бітному конвертері AD7745 Capacitance-to-Digital Converter;
• вимірювачі напруг для високопрецизійних потенціометричних сенсорів з роздільною здатністю 10-9 В на основі ADuC834 MicroConverter, Dual 16-Bit/24-Bit S-D ADCs with Embedded 62kB Flash MCU;
• диференційний термометр з роздільною здатністю 10-3°C для дослідження екзо- та ендотермічних реакцій, що проходять в біохімічних сенсорах;
• завадостійкі Rail-to-Rail сигнальні перетворювачі на основі синхронних детекторів зі значним (до 1000 раз) придушенням завад.

Серед розробок сенсорної електроніки можна відзначити функціонально завершені термосенсорні та магнітосенсорні інтегральні схеми, разом з іншими розроблена схема керування роботою безколекторних двигунів, що поєднує в собі двоколекторні магніторезистори, схеми обробки сигналу, виконавчі пристрої. Отримані результати мають прикладне значення при створенні високочастотних інтегральних схем для осцилографії, телефонії, побутової апаратури.

З урахуванням світових тенденцій розвитку медичної техніки кафедра розвиває напрям біомедичної електроніки (Кожухар О.Т., Кучмій Г.Л., Івах М.С., Зазуляк А.М., Дорош Н.В.). Створено унікальні оптико-електронні системи для біоінформативних фотомедичних технологій, які застосовуються під час лікування складних хвороб у гематології, оториноларингології та інших галузях медицини. Розробки забезпечені електронними пристроями неперервного впродовж лікувального сеансу зворотного зв’язку з пацієнтом. Оптико-електронні системи фотолікування псоріазу та вушних шумів успішно впроваджуються в медичних закладах, зокрема в Інституті патології крові та трансфузійної медицини АМН України, клініці Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького тощо. Проводяться роботи з дослідження методів і засобів візуалізації біомедичних сигналів.