Nová laboratoř uspokojí poptávku českých firem po odbornících na návrh a realizaci polovodičových čipů.
Fakulta elektrotechnická ČVUT (FEL) slavnostně otevřela NANOLAB, laboratoř pro výzkum a výuku nanoelektrických technologií. Nová laboratoř, která vznikla investicí 40 milionů Kč, spojuje několik unikátních technologií v jeden celek. Z jejích možností budou těžit jak výzkumníci z katedry mikroelektroniky, tak studenti, kteří zde získají praktické zkušenosti se špičkovými technologickými zařízeními používanými v polovodičovém průmyslu.
Na všech projektech, které se v NANOLABU rozběhly už v loňském roce během jeho testovacího provozu, se podílejí zejména doktorandi, ale také studenti bakalářského a magisterského studia. „Laboratoř aktuálně využívá pět studentů doktorského studia, několik postdoktorandů a čtyři výzkumní a pedagogičtí pracovníci,“ uvádí Jan Voves, vedoucí nové laboratoře a docent katedry mikroelektroniky FEL ČVUT.
NANOLAB tak významně přispěje k tomu, aby byla naplněna poptávka českých firem po vysoce specializovaných odbornících, kteří budou navrhovat polovodiče, včetně mikročipů, jejichž nedostatek významně ovlivňuje světové trhy. Firmy v oblasti výroby polovodičů nepotřebují jen technology, ale i designery, jejichž znalosti a kompetence právě nová laboratoř na katedře mikroelektroniky rozvíjí. Absolventi budou velice žádaní ze strany malých i velkých firem zabývajících se výrobou mikročipů, optických komponent a elektronických součástek.
Jednou ze studentek, která v NANOLABu realizuje svůj projekt, je Bc. Karolína Veselá. V rámci své bakalářské práce se podílela na zprovoznění technologie depozice tenkých vrstev. „Zařízení pro depozici atomárních vrstev (ALD – Atomic Layer Deposition) dokáže díky postupným chemickým reakcím v reaktoru nechat narůst na vzorek novou vrstvu materiálu, a to dokonce v řádu jednotlivých molekul. Několik testovacích růstů tenkých oxidových vrstev proběhlo úspěšně,“ vysvětluje studentka 1. ročníku magisterského studia programu Elektronika a komunikace. Karolína Veselá má v plánu se technologií zabývat i v rámci své diplomové a výhledově i doktorské práce, nejnověji už v kooperaci s Fyzikálním ústavem AV ČR, kde mají podobnou technologii MBE.
Kde všude přispěje NANOLAB k novému poznání: zkoumání nádorových buněk, solární články či kosmický výzkum
Spektrum oborů, k jejichž zkoumání NANOLAB přispěje, je ovšem mnohem širší než jen oblast čipů. „NANOLAB zvýší naše poznání o nových technologiích a výzvách, které má naše společnost před sebou. Připravujeme spolupráci na vývoji antireflexních vrstev pro solární články ve spolupráci s laboratoří, která působí v rámci naší fakulty. Pomůže nám to i v projektech s diamantovou elektronikou, která vyniká vysokou odolností. Další oblastí uplatnění jsou kosmické technologie, ve kterých se angažuje veřejný i soukromý sektor,“ nastiňuje prof. Pavel Hazdra, vedoucí katedry mikroelektroniky FEL ČVUT, potenciál navazujícího interdisciplinárního výzkumu a šíři aplikací, na jejichž vývoji se budou moci výzkumníci z jeho katedry díky NANOLABu podílet.
Tým doc. Jana Vovsa již zahájil spolupráci s National Taiwan University of Science and Technology (NTUST), která provádí nedestruktivní měření biologických látek pomocí Ramanovy spektroskopie (Surface Enhanced Raman Spectroscopy). „Tato technologie má schopnost zesílit signál s pomocí úpravy povrchu a my v rámci projektu s pomocí technologie ALD vytváříme v NANOLABu dielektrické vrstvy, které umožní lepší detekci biologických látek. Ačkoli se stále jedná o základní výzkum, je zde již přesah i ke konkrétní aplikaci v oblasti medicíny; s pomocí této spektroskopie je totiž možné detekovat i nádorové buňky,“ představuje doc. Voves již probíhající výzkum s tchajwanskou univerzitou.
NANOLAB jako vyústění dlouhodobé tradice ve výzkumu mikroelektroniky na FEL ČVUT
NANOLAB je vybavený unikátními technologiemi z oblasti bezmaskové optické litografie, depozice atomárních vrstev (ALD) a hlubokého leptání reaktivní plazmou, které tvoří ucelený systém umístěný v prostorách s vysokou čístotou. „Některé z přístrojů dosud v ČR nebyly, například nejnovější model optického litografu ML3 s přímým zápisem. Technologie ALD v naší laboratoři má výhodu velmi šetrného vkládání vzorků pomocí přechodové komory (load-lock) umístěné v dusíkové atmosféře a také v monitorování růstu pomocí optické elipsometrie umožňující růst zastavit při dosažení určitého počtu atomárních monovrstev,“ říká prof. Pavel Hazdra. Právě na růstu dielektrických vrstev technologie ALD se bakaláři budou seznamovat s přístroji, aby potom dále v magisterském studiu mohli vytvářet vlastní struktury.
NANOLAB vznikl v návaznosti na Laboratoř nanoelektroniky, vybavené za podpory projektů MŠMT mikroskopem AFM, materiálovou tiskárnou a charakterizačními metodami v letech 2012 až 2015. Díky projektům Výzkumná infrastruktura pro doktorské studijní programy na ČVUT FEL a Centrum pokročilých aplikovaných přírodních věd pro rozvoj doktorského studia a CAAS bylo možno v letech 2019 až 2021 postupně laboratoř rekonstruovat, tak aby splňovala požadavky na čisté prostory a vybavit ji nákladnými technologickými zařízeními. Výzkum v oblasti mikroelektroniky na FEL ČVUT ovšem navazuje na dlouhodobější tradici, která sahá až k přelomu šedesátých a sedmdesátých let. Tehdejší stav a technologie zachycuje popularizační dokument z roku 1980 pod názvem Realizační projekt mikroelektroniky.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30% výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete na www.fel.cvut.cz.
České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 17 800 studentů. Pro akademický rok 2021/22 nabízí ČVUT svým studentům 227 akreditovaných studijních programů a z toho 94 v cizím jazyce. ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu. Podle výsledků Metodiky 2017+ bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. ČVUT v Praze je v současné době na následujících pozicích podle žebříčku QS World University Rankings, který hodnotil 1673 univerzit po celém světě. V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 403. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení pro „Engineering – Civil and Structural” je ČVUT mezi 151. – 200. místem, v oblasti „Engineering – Mechanical“ na 201. – 250. místě, u „Engineering – Electrical“ na 201. až 250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201. až 250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 254. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems” je na 201. – 250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 301. až 350. místě, v oblasti „Mathematics“ na 351. až 400. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 221. místě. Více na www.cvut.cz.