ორესტ კვიციანი

განხილულია მსოფლიოს ენერგომომარაგებაში მზის ელემენტების წილის არსებული მდგომარეობა და სამომავლო ზრდის ტენდენციები. აღწერილია ფოტო-ვოლტური მზის ელემენტების ფიზიკური საფუძვლები და ტექნოლოგიის მიღწევები გარდაქმნის ეფექტიანობის გასაზრდელად. შეფასებულია ცალკეული მიდგომების უპირატესობები და ნაკლოვანებები. შემოთავაზებულია ახალი თაობის მზის ელემენტებში გარდაქმნის ეფექტიანობის გაუმჯობესების შესაძლებლობა III-V ნახევარგამტარის ბაზაზე შექმნილი ნანოსტრუქტურირებული ფენის დამატების გზით.

Simple method of preparation of nanocrystals on the III-V semiconductor surface is described. This method includes electrochemical deposition of group III metals on electrochemically etched semiconductor surface. The chlorides of metals are used for Indium and Gallium deposition. After layer metallization wafers are annealed in hydrogen at the various temperatures in order to form nanocrystals on the surface. Influence of annealing temperature on the characteristics of structures is investigated and possible mechanism of interactions between metal and semiconductor during formation of nanocrystals are discussed. Application of obtained structures for the Multiple Junction Solar Cells is proposed.

Solar cells (SCs) based on III-V semiconductors are reviewed. Presented work emphases on the Solar Cells containing Quantum Dots (QDs) for next-generation photovoltaics. In this work the method of fabrication of InP QDs on III-V semiconductors is investigated. The original method of electrochemical deposition of metals: indium (In), gallium (Ga) and of alloys (InGa) on the surface of gallium phosphide (GaP), and mechanism of formation of InP QDs on GaP surface is presented. The possibilities of application of InP/GaP/Si structure as SC are discussed, and the challenges arising is also considered.

Nanotechnology is defined as the manipulation of matter with at least one dimension sized from 1 to 100 nanometers. Although modern semiconductors manufactured are measured in nanometers, production of semiconductors is not traditionally classed as nanotechnology. Nanotechnology is likely to manifest itself in the semiconductor industry as semiconductor devices. The examples of modern semiconductor technology are quantum dots, quantum wires or nanotubes and quantum wells. The physical properties and various methods of fabrication III – V semiconductor QD’s are described in [1]. Because of its dimensions nanostructured materials are useful to interact with light, and it is thought that twenty-one century will be the era of photons. Although one use of III – V semiconductor QD’s is high effective light emitted devices, as well as and wavelength conversion changing emitted light to the desired spectrum, the resent works show that two main field of application QD are: a new class of fluorescent materials for biosensor, and energetic materials for new generation solar cells [2].

The method of electrochemical deposition of metals (In, Ga, Al, Sb, Bi, Cu, Ni, Ag, Pt, Pd, Fe) on semiconductor surface was used for fabrication of various semiconductor devices [2 – 5]. By deposition of the III group metals (In, Ga) on III – V semiconductor GaP, followed with heat treatment in hydrogen, it was obtained the nanostructured layer InxGa1–xP on GaP surface, and the possibility of application of obtained structures for quantum dot solar cell was theoretically investigated [2].

The current research is an attempt of obtaining spintronic material by original method of electrochemical deposition of ferromagnetic metals on the GaAs surface [4] and investigation of their electrical and photoelectric properties. The process steps are improved and novel process techniques are developed for manufacturing of GaAs-based devices.

მზის ენერგიის გარდამქმნელების ეფექტიანობის გაზრდისა და წარმოებული ენერგიის ფასის შესამცირებლად მიმდინარე სამუშაოების მოკლე მიმოხილვით ნაჩვენებია III-V ჯგუფის ნახევარგამტარების მნიშვნელობა ახალი თაობის კვანტურწერტილებიანი მზის ელემენტების შესაქმნელად. აღწერილია შუალედურზონიანი მზის ელემენტების მუშაობის ფიზიკური საფუძვლები. III-V ნახევარგამტარების ბაზაზე დამზადებული ფოტომგრძნობიარე სტრუქტურების, კერძოდ განიერზონიანი ნახევარგამტარის გალიუმის ფოსფიდის (GaP) და მის ზედაპირზე InGaP ან/და InP ნანოკრისტალების გაზრდით მიღებული სტრუქტურების ფოტოელექტრული მახასიათებლების კვლევის საფუძველზე ნაჩვენებია გალიუმის ფოსფიდის შესაძლო გამოყენება ახალი თაობის შუალედურზონიან მზის ელემენტებში.

კონფერენცია / სემინარი ჩატარდა 2011 წლის 24-25 თებერვალს შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის ფინანსური მხარდაჭერით, გრანტი (#GNSF/ST08/4-426); ღონისძიებაზე წარმოდგენილი იყო საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის ვლადიმერ ჭავჭანიძის სახელობის კიბერნეტიკის ინსტიტუტში მოღვაწე მეცნიერების ნაშრომები. წარმოდგენილი ნაშრომები დაიბეჭდა საგამომცემლო სახლი „ტექნიკური უნივერსიტეტის“ მიერ კრებულში „ფოტონიკა“.

We present the results of experimental studies of physical properties of the detection process of GaAs Schottky diodes for terahertz frequency radiation. The development of technology in the THz frequency band has a rapid progress recently. Considered as an extension of the microwave and millimeter wave bands, the THz frequency offers greater communication bandwidth than is available at microwave frequencies. The Schottky barrier contact has an important role in the operation of many GaAs devices. GaAs Schottky diodes have been the primary nonlinear device used in millimeter and sub millimeter wave detectors and receivers. GaAs Schottky diodes are especially interesting due to their high mobility transport characteristics, which allows for a large reduction of the resistance-capacitance (RC) time constant and thermal noise.

In This work are investigated the electrical and photoelectric properties of GaAs Schottky diodes. Samples were obtained by deposition of different metals (Au, Ni, Pt, Pd, Fe, In, Ga, Al) on semiconductor. For fabrication metal-semiconductor (MS) structures is used original method of metal electrodepositing. In this method electrochemical etching of semiconductor surface occurs just before deposition of metal from the solution, which contains etching material and metal ions together. For that, semiconductor surface cleaning processes and metal deposition carries out in the same technological process. In the experiments as the electrolyte was used aqueous solution of chlorides. Metal deposition was carried out at room temperature.

კვანტური წერტილები არის ადამიანის მიერ შექმნილი ხელოვნური ატომები. ტერმინი კვანტური წერტილები (Quantum Dots) შემოღებული იქნა მარკ რიდის მიერ და გამოიყენება მრავლობით რიცხვში. კვანტური წერტილები არის 1-100 ნანომეტრის ზომის ნახევარგამტარული სტრუქტურები, რომლის ექსიტონები შეზღუდული არიან სამივე სივრცულ განზომილებაში. ასეთ სტრუქტურებს აქვთ თვისებები, რომელთაც შუალედური მდგომარეობა უჭირავს მოცულობითი ნახევარგამტარების თვისებებსა და დისკრეტული მოლეკულის თვისებებს შორის, რაც საშუალებას იძლევა კვანტურ მექანიკური მოვლენების მოქმედება შესწავლილი იქნას ისეთ მანძილებზე, რომელიც მიახლოებით 100-ჯერ აღემატება რეალური ატომების ზომებს.

Thin ferromagnetic films (Fe, Ni) on GaAs substrates have involved as a model system for the integration of magnetic materials with semiconductors. For practical applications, it is highly desirable that the injection of spin currents should be electrical and the injecting from a classical ferromagnetic metal in a metal/semiconductor heterostructure is most direct way for spin injection. In majority of investigations metallic thin films has been deposited at elevated temperatures, however, due to the diffusion of Ga and As into the film even at room temperature no sharp interface, satisfying requirements of spintronic devices, is formed. In order to reduce intermixing effects, Fe was recently deposited also at room temperature, and good epitaxial growth was reported without formation of a dead magnetic layer. Here we report the physical properties of structure obtained via electrochemical deposition metallic (Fe, Ni, Pd) thin films on GaAs substrate. Electrochemical deposition is a low-energy process and offers inexpensive alternative for potentially fabricating abrupt Ferromagnetic Metal/GaAs interfaces. Thin ferromagnetic films on GaAs substrates were obtained by electrochemically deposition of ferromagnetic metal on the previously electrochemically etched surface of semiconductor. The aqueous solution of chloride was used for deposition of metals. There were studied current-voltage and capacitance-voltage characteristics for determination interfaces quality, and the results of investigation physical properties of interface are presented in this paper.

გადმოცემულია მაღალომიან ნაწილობრივ კომპენსირებულ გალიუმის ფოსფიდზე (ρ=108 ომ.სმ) მიღებული უარყოფითი წინაღობის შემცველი S-ტიპის ვოლტამპერული მახასიათებლის მქონე სტრუქტურების ვოლტამპერული და ფოტოსპექტრული მახასიათებლის ექსპერიმენტული კვლევის შედეგები. ომური კონტაქტები დამზადებული იყო ინდიუმის შელღობით წყალბადის ატმოსფეროში 600 °C-ზე. დიოდები ანათებდა მწვანედ ოთახის ტემპერატურაზე. ნიმუშების სპექტრული მახასიათებლების კვლევამ აჩვენა ფოტოგამტარობის სპექტრული განაწილების ძლიერი დამოკიდებულება ელექტრულ ველზე. ვოლტამპერული მახასიათებლის კვლევის საფუძველზე ექსპერიმენტულად პირველად არის ნაჩვენები, რომ ვოლტამპერული მახასიათებლის უარყოფითი დიფერენციალური წინაღობის წინმსწრები უბანი შედგება სამი კვადრატული და დენის სწრაფი (თითქმის ვერტიკალური) ზრდის უბნისაგან, რაც შეიძლება გამოწვეული იყოს ნახევრადგამტარულ მასალაში ღრმა დონეების შესაბამისი მინარევიანი ცენტრების რამდენიმე ჯგუფის ერთდროულად არსებობით, რის შესაძლებლობაც თეორიულად იყო განხილული ლამპერტის მიერ ინჟექციური დენების შესწავლისას კომპენსირებულ ნახევრად გამტარებსა და დიელექტრიკებში. ვოლტამპერულ მახასიათებელზე უარყოფითი დიფერენციალური წინაღობის წარმოქმნის მექამიზმის ასახსნელად გამოყენებულია ლამპერტის თეორიული მოდელი.

დისერტაციის რეცენზირება

სამაგისტრო ნაშრომების ხელმძღვანელობა

სადოქტორო თემის ხელმძღვანელობა/თანახელმძღვანელობა

უცხოურ ენებზე მონოგრაფიის სამეცნიერო რედაქტირება

ქართულ ენაზე მონოგრაფიის სამეცნიერო რედაქტირება

რეფერირებული ან პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის მთავარი რედაქტორობა

სამეცნიერო პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის რეცენზენტობა

რეფერირებული სამეცნიერო ან პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის სარედაქციო კოლეგიის წევრობა

საერთაშორისო ორგანიზაციის მიერ მხარდაჭერილ პროექტში/გრანტში მონაწილეობა

სახელმწიფო ბიუჯეტის სახსრებით მხარდაჭერილ პროექტში/ გრანტში მონაწილეობა

პატენტის ავტორობა

უფლება ქართულ ან უცხოურ სასაქონლო ნიშანზე, სასარგებლო მოდელზე

საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის ან სოფლის მეურნეობის აკადემიის წევრობა

საერთაშორისო პროფესიული ორგანიზაციის წევრობა

კონფერენციის საორგანიზაციო/ საპროგრამო კომიტეტის წევრობა

ჯილდო ეროვნული/ დარგობრივი პრემია, ორდენი, მედალი და სხვ.

საპატიო წოდება

მონოგრაფია

სახელმძღვანელო

სტატია მაღალ რეიტინგულ და ადგილობრივ ჟურნალებში

პუბლიკაცია სამეცნიერო კონფერენციის მასალებში, რომლებიც ინდექსირებულია Web of Science-ში და Scopus-ში