Лаборатория оптических и электронных процессов в наноструктурных материалах

Заведующий лабораторий
Курбанов Саидислам Саидгазиевич
доктор физико-математических наук
e-mail: sskurbanov@iplt.uz , sskurbanov@gmail.com

Научные направление лаборатории:

  • Синтез наноструктурных материалов на основе оксида цинка и создание гибридных гетероструктур;
  • Исследование структурных, оптических и электрических свойств наноматериалов;
  • Лазерная люминесцентная спектроскопия нанокристаллов, нанородов и тонких пленок, фотонных кристаллов;
  • Нелинейные явления и наведение дефектов в наноструктурных материалах;
  • Электронные поверхностные явления в карбиде кремния и оксиде цинка;
  • Электронная микроскопия наночастиц, пленок и жидких структур

В настоящее время научные работы, выполняемые в лаборатории направлены на создание и исследование новых наноструктурных материалов, имеющих уникальные свойства и широкие перспективы применения в различных областях науки и техники, в том числе в развитии солнечной энергетики. Ведутся инициативные исследования по разработке способа определения примесей в медной катанке с применением вторичного ионно – масс-спектрометрического анализа. В лаборатории выполняется фундаментальный проект, посвященный созданию и исследованию гетероструктур на основе нанородов и наночастиц оксида цинка. В лаборатории создан полный технологичный цикл синтеза наноструктур (нанчастицы, нанороды и тонкие пленки) оксида цинка. Лаборатория располагает современной экспериментальной базой, которое позволяет проводить комплексные исследования структуры, оптических, электронных и электрических свойств наноматериалов. В составе лаборатории функционирует уникальный научный объект “Научно-технологический центр структурных отображений” с высокоразрешающим просвечивающим электронным микроскопом. Совокупность научного оборудования и высококвалифицированных специалистов создает условия для проведения научных исследований на уровне мировых стандартов.

Основные научные результаты

  • Разработан нетоксичный, низкотемпературный метод химического осаждения из раствора для получения наночастиц, нанородов и проводящих, прозрачных, пористых, текстурированных пленок оксида цинка.
  • Впервые интенсивность экситонной полосы люминесценции в нанокристаллах ZnO модулирована излучением из видимого диапазона спектра и явление объяснено перезарядкой кислородных вакансий ZnO.
  • Обнаружено влияние кислорода, водорода и УФ излучения на спектральные проявления вакансий цинка в наноструктурах оксида цинка, которые может быть определяющим в создании гетероструктурных солнечных элементов.
  • Исследована модификация фотонной запрещенной зоны искусственных опалов при введении в его поры органических красителей и нанокристаллов ZnO.
  • В нанокомпозитах на основе искусственного опала показана возможность передачи возбуждения от нанокристаллов ZnO к опаловой матрице.
  • Обнаружен и исследован эффект двулучепреломления в нанокомпозит фотонных кристаллах под воздействием УФ излучения и оценено индуцированное изменение показателя преломления.
  • Разработана методика определения дефектов в распыленных кластерах ионных кристаллов.
  • Разработан метод низкотемпературного легирования карбида кремния и получен патент США.

Наноструктуры, синтезированные в лаборатории

Микрофотография нанокомпозита на основе искусственного опала и органического красителя, полученная сканирующим электронным микроскопом

Микрофотография поперечного сечения нанокомпозита на основе искусственного опала и нанокристаллов оксида цинка, полученная сканирующим электронным микроскопом

Микрофотография нанокристаллов ZnO, полученная сканирующим электронным микроскопом.

Микрофотографии нанородов ZnO, полученные сканирующим электронным микроскопом.

Микрофотография пористой пленки ZnO, полученная сканирующим электронным микроскопом.

Основные экспериментальные установки и оборудования

  • Компьютеризированная установка для измерения спектральных и временных характеристик люминесценции методом стробирования импульса и регистрации разрешенных во времени спектров люминесценции твердых и жидких веществ в спектральном диапазоне 300-1200 нм.
  • Компьютеризированная установка для измерения оптических спектров поглощения, пропускания и отражения образцов в спектральном диапазоне 200-1800 нм на базе светосильного монохроматора МДР 23.
  • Газовые лазеры различной мощности и режимов работы: N2 лазер (337 нм, 15 и 100 кВт), Ar+ лазер (457.9, 476.5, 488, 496.5 и 514.5 нм, 5 Вт);
  • Комплекс химического оборудования для синтеза наноструктур ZnO.
  • Сверхвысоковакуумный масс-спектрометр МХ-7304 с источниками электронов, многозарядных и полиатомных ионов инертных и реактивных газов SFn+(n=1-5) с токами 10-6 – 10-10 А.

Научные связи Лаборатории:

  • Донггукский Университет (Dongguk University)(Южная Корея);
  • Университет Ханйанг (Hanyang University) (Южная Корея);
  • Институт полупроводников АН Украины;
  • Национальный университет Узбекистана;
  • Самаркандский государственный университет;
  • Ташкентский государственный технический университет;
  • Институт ядерной физики АН РУ;
  • ФТИ АН РУ;
  • Институт материаловедения АН РУ и т.д.

Основные зарубежные публикации за последние годы

  • S.S. Kurbanov, Sh. Z. Urolov, Z. Sh. Shaymardanov, T.W. Kang, Effect of ambient conditions on a violet emission band from ZnO nanorods, Journal of Luminescence 197 (2018) 159-163.
  • S. S. Kurbanov, Sh. Z. Urolov, and Z. Sh. Shaymardanov, The Influence of the Spatial Orientation of ZnO Nanorods on the Luminescence Spectrum, Optics and Spectroscopy, 124 (2018) 198–201.
  • S. S. Kurbanov, Sh. Z. Urolov, Z. Sh. Shaymardanov, H. D. Cho, T. W. Kang, Photoluminescence properties of ZnO nanorods synthesized by different methods, Semiconductors, 52 (2018) 897–901.
  • S. S. Kurbanov, H. C. Jeon, Z. Sh. Shaymardanov, R. Y. Rakhimov, T. W. Kang, Photoluminescence from porous textured ZnO films grown by chemical bath deposition, Journal of Luminescence 170 (2016) 168–173.
  • Z. Sh. Shaymardanov, S. S. Kurbanov, R. Y. Rakhimov, Effect of density packing on luminescence of amorphous SiO2 nanoparticles, Optics and Spectroscopy, 120 (2016) 922–925.
  • S. S. Kurbanov, T. W. Kang, Effect of ultraviolet-illumination and sample ambient on photoluminescence from zinc oxide nanocrystals, Journal of Luminescence, 158 (2015) 99-102.
  • У. Б. Шаропов, Б. Г. Атабаев, Р. Джабберганов, М. К. Курбанов. Методика определения дефектов в распыленных кластерах ионных кристаллов, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2015. №6. С.5-11.
  • У. Б. Шаропов, Б. Г. Атабаев, Р. Джабберганов, Кинетика агрегации F2, F3, Х и коллоидных центров в пленке LiF/Si(111) при низкотемпературном отжиге, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. Т.2. С.108-112.
  • U. B. Sharopov, B. G. Atabaev, R. Djabbarganov, Kinetics of aggregations F2, F3, X and colloid centers in thin film LiF/Si(111) at low temperature annealing, Journal of Surface Investigation, X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, Vol. 7, No. 1, pp. 195–199.
  • Suwan Mendis, Chin-Che Tin, Ilkham G. Atabaev, Bakhtiyar G. Atabaev, The method of soild state impurity diffusion and doping in 4H-SiC, International Journal of Fundamental Physical Sciences. IJFPS. 2013, Vol 3, No4, pp 75-78.
  • У.Б. Шаропов, Б.Г. Атабаев, Р. Джабберганов, М.К. Курбанов, Кинетика агрегации F2, F3, Х и коллоидных центров в пленке LiF/Si(111) при низкотемпературном отжиге, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2012, №12, стр.1-5.
  • S. S. Kurbanov, R. Yu. Rakhimov, Z. Sh. Shaymardanov, T. W. Kang, UV irradiation-induced modification of photonic band gap and birefringence in artificial opal nanocomposite, Optics Communications 285 (2012) 2642–2645.
  • S. S. Kurbanov, T. W. Kang, Photoluminescence studies of ZnO nanorods grown by vapor-phase transport method, Chapter 6, in Series book “Advances in Nanotechnology”, Volume 10, pp. 191-214 (2012). Novo Science Publishers. ISBN 978-1-62100-150-8.
  • S. S. Kurbanov, T. W. Kang, Photoluminescence studies of ZnO nanorods grown by vapor-phase transport method, Nanotechnology research journal, 4 (N1-2) (2011) 9-31.
  • S. S. Kurbanov, and T. W. Kang, The omnipresent 3.31 eV emission band and its correlation with the thermoannealing induced defects on ZnO nanoparticle surface, AIP Conf. Proc. 1399 (2011) 73-74 (ICPS 2010).
  • S. S. Kurbanov, T. W. Kang, Effects of laser excitation power and temperature on the emission around 3.31 eV from ZnO nanocrystals and nanorods, J. Korean Phys. Soc, 58 (2011) 1284-1289.
  • Saidislam Kurbanov, Woo Chul Yang, and Tae Won Kang, Kelvin Probe Force Microscopy of Defects in ZnO Nanocrystals Associated with Emission at 3.31 eV, Applied Physics Express 4 (2011) 021101 (3 pages).
  • S. S. Kurbanov, H. D. Cho, T. W. Kang, Effect of excitation and detection angles on photoluminescence spectrum from ZnO nanorod array, Optics Commun. 284 (2011) 240-244.
  • Ilkham G. Atabaev, Tojiddin M. Saliev, Dilmurad Saidov, Vadim A. Pak, Khimmatali Juraev, Chin-Che Tin, Bakhtiyar G. Atabaev, Vyacheslav N. Giryansky, Influence of defects on low temperature of Boron in SiC, Material Science and Applications, Scientific Research Publishing, USA.Vol.2, No.9, 2011, p. 1205-1211.
  • Атабаев Б.Г., Раджабов Ш.С., Курбанов М.К., Джаббарганов Р., Физическое и химически стимулированное распыление поверхности 3C-SiC при бомбардировке моно-Ar+ и кластерными ионами SF5+, Физика и химия обработки материалов, 2011, N4, с.18-25.
  • I.G. Atabaev, C.C. Tin, B.G.Atabaev et al.// Low temperature impurity doping of silicon carbide, United States Patent, No: US 7999268 B2. Pub. Date: Aug. 16, 2011.
  • Атабаев И.Г., Салиев Т.М., Атабаев Б.Г., Джаббарганов Р. \\Масс-спектры отрицательных вторичных ионов в процессе бомбардировке поверхности p/SiC<B> ионами Cs+, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 2011, N8, с.96-101.
  • I.G.Atabaev, T.M.Saliev, E.N.Bakhranov, D.Saidov, Kh.Juraev, C.C.Tin, V.Adedeji, B.G.Atabaev, N.G.Saidkhanova, Nonequilibrium Diffusion of Boron in SiC at low temperatures, Material Science and Application, 2010, 1, pp.53-58.
  • Iikham G. Atabaev, Tojiddin M. Saliev, Erkin N. Bakhranov, Dilmurad Saidov, Khimmatali Juraev, Chin C. Tin, Victor Adedeji, Bakhtiyar G. Atabaev, Nilufar G. Saidkhanova, Nonequilibrium Diffusion of Boron in SiC at low temperatures, Material Science and Applications, Scientific Research Publishing, USA, 2010, Vol.1, No.2, p.53-58.
  • Chin-Che Tin, Suwan Mendis, Kerlit Chew, Ilkham Atabaev, Tojiddin Saliev, Erkin Bakhranov, Bakhtiyar Atabaev, Victor Adedji, Rusli, Oxide film assisted dopant diffusion in silicon carbide, Thin Solid Films. vol. 518, issue 24, pp. 118-120, 2010.
  •  Kh. T. Igamberdiev, S. S. Kurbanov, T. W. Kang, P. K. Khabibullaev, Sh. M. Rakhimova, V. O. Pelenovich, Sh. U. Yuldashev, A.G. Shashkov, Thermal properties of semiconductor zinc oxide nanostructures, The Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 83 (2010) 863-868.
  • S. S. Kurbanov, Kh. T. Igamberdiev, T. W. Kang, The UV laser induced heating effect on photoluminescence from ZnO nanocrystals deposited on different substrates, J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) 115401 (6 pages).
  • S. S. Kurbanov, and T. W. Kang, Spectral behavior of the emission around 3.31 eV (A-line) from ZnO nanocrystals, J. Luminescence 130 (2010) 767–770.
  • S. S. Kurbanov, G. N. Panin, and T. W. Kang, Spatially-resolved investigations of the emission around 3.31 eV (A-line) from ZnO nanocrystals, Appl. Phys. Letters 95, (2009) 211902 (3 pages).
  • S. S. Kurbanov, Kh. T. Igamberdiev, Sh. U. Yuldashev, T. W. Kang, Excitation Intensity Dependent Studies of Photoluminescence from ZnO Nanocrystals Deposited on Different Substrates, Jpn. J. Appl. Phys. 48 (2009) 115004 (4 pages).
  • S. S. Kurbanov, G. N. Panin, T. W. Kim, T. W. Kang, Strong violet luminescence from ZnO nanocrystals grown by the low temperature chemical solution deposition, J. Luminescence. 129 (2009) 1099–1104.
  • S. S. Kurbanov, T. W. Kang, Photoluminescence properties of bare and ZnO infilled artificial opal, Optics Commun. 282 (2009) 2040–2044.
  •  I.G. Atabaev, C.C. Tin, B.G.Atabaev et al.// Diffusion and Electroluminescence Studies of Low Temperature Diffusion of Boron in 3C-SiC. Materials Science Forum, Vols 600-603, (2009), pp 457-460.
  • S. S. Kurbanov, Z. Sh. Shaymardanov, M. A. Kasymdzhanov, E. A. Zakhidov, and P. K. Khabibullaev, Luminescence of a Nanocomposite Based on ZnO-Filled Synthetic Opal, Optics and Spectroscopy, 105 (2008) 745–749.
  • S. S. Kurbanov, G. N. Panin, T. W. Kim, T. W. Kang, Impact of visible light illumination on ultraviolet emission from ZnO nanocrystals, Phys. Rev. B 78 (2008) 045311  (6 pages)
  • S. Kurbanov, G. Panin, T.W. Kang, T.W. Kim, Modulation of excitonic emission from ZnO nanocrystals by visible light illumination, Jpn. J. Appl. Phys. 47 (2008) 3760–3762.
  • S.S. Kurbanov, Z.Sh. Shaymardanov, M.A. Kasymdzhanov, E.A. Zakhidov, P.K.  Khabibullaev, T.W. Kang, Modification of photoluminescence spectrum of artificial opal under external effects. Physica B 403 (2008) 1916–1921.
  • S.S. Kurbanov, G.N. Panin, T.W. Kim, T.W. Kang, ZnO filled opal arrays: photo- and cathodoluminescence studies, Solid State Commun. 145 (2008) 577–581.
  • S. Kurbanov, G. Panin, T.W. Kim, T.W. Kang, Thermo- and photo-annealing of ZnO nanocrystals, Jpn. J. Appl. Phys. 46 (2007) 4172–4174.
  • S. S. Kurbanov, G.N. Panin, T.W. Kim, T.W. Kang, Luminescence of ZnO nanocrystals capped with an organic dye, Optics Commun. 276 (2007) 127–130.
  • S. S. Kurbanov, Z.Sh.Shaymardanov, M.A.Kasymdzhanov, P.K.Khabibullaev, T.W.Kang The luminescence of organic dye in nanocomposites based on synthetic opal and porous aluminum oxide, Optical Materials 29 (2007) 1177-1182.
  • S. S. Kurbanov, G. N. Panin, Y. S. Park, T. W. Kang, T. W. Kim, Photo- and cathodoluminescence studies of ZnO-filled opal nanocomposites, J. Korean Phys. Soc. 50 (2007) 617-621.
  • Атабаев Б. Г., Гаипов С., Шаропов У. Б., Исследование образования точечных дефектов и их кластеров на поверхности растущей пленки LiF/Si(111) при облучении электронами, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные исследования, 2007. -№10. - С. 52-57.
  • S. S. Kurbanov, M. A. Kasymdzhanov, R. Yu. Rakhimov, E. A. Zakhidov, and P. K. Khabibullaev, Laser-Induced Birefringence in Optical Glasses, Optics and Spectroscopy, 101 (2006) 434–438.
  • M.A. Kasymdzhanov, S.S. Kurbanov, E.A. Zakhidov, R.Yu. Rakhimov, P.K. Khabibullaev, One and Two-Photon Absorption in Multicomponent Glasses and the Measurement of Cubic Nonlinear Susceptibility, Optics and Spectroscopy, 101 (2006) 109–113.
  • L. Gallais, J. Capoulade, H. T. Krol, B. Bertussi, F. Wagner, J. Natoli, M. Commandré, S. Kurbanov, Luminescence, absorption and morphology studies of laser-damage sites in silica glasses and coatings, Proc. SPIE Vol. 5991, 59910A (Feb. 7, 2006) (7 pages).
  • S. S. Kurbanov, Z. Sh. Shaymardanov, M. A. Kasymdzhanov, E. A. Zakhidov, P. K. Khabibullaev, Photo- and thermobleaching of luminescence centers in synthetic opals J. of Apple. Spectroscopy, 72, (2005) 679-684.