Instytut Wysokich Ciśnień

Fundacja na rzecz Nauki Polskiej (FNP) przyznała Instytutowi Wysokich Ciśnień PAN finansowanie na rozwój Centrum Fizyki i Technologii Półprzewodników Azotkowych „GaN-Unipress” w ramach działania Międzynarodowe Agendy Badawcze (MAB FENG). Projekt koncentruje się na badaniach przemysłowych i pracach rozwojowych - finansowanie nie obejmuje badań podstawowych.

Struktura projektu
Projekt integruje pełne spektrum działań „od materiału do konkretnego przyrządu”, w jednym, dedykowanym centrum. Kierownikiem MAB jest prof. dr hab. inż. Michał Boćkowski (IWC PAN), który jednocześnie poprowadzi WP3. Liderami pozostałych pakietów prac są: dr inż. Robert Kucharski (WP1), dr inż. Tomasz Sochacki (WP2) oraz dr hab. Paweł Kempisty, prof. IWC PAN (WP4).

Projekt obejmuje cztery, silnie zintegrowane obszary badawcze, tworzące kompletny łańcuch wartości - od materiału do urządzenia i algorytmów projektowania:

• WP1: Krystalizacja amonotermalna GaN i wytwarzanie podłoży o rekordowej jakości strukturalnej (m.in. docelowo 4-calowe podłoża GaN).
• WP2: Projektowanie i wytwarzanie diod mocy na podłożach GaN (p-n, p-i-n, Schottky/JBS) z naciskiem na niskie straty i wysokie napięcia przebicia.
• WP3: GaN domieszkowany jonami ziem rzadkich jako platforma dla źródeł pojedynczych fotonów i sensorów kwantowych, również z wykorzystaniem autorskiej technologii implantacji + wygrzewania wysokociśnieniowego (I/I+UHPA).
• WP4: Informatyka materiałowa — wykorzystanie AI/ML do optymalizacji krystalizacji, epitaksji oraz projektowania i diagnostyki przyrządów.

Strategiczne partnerstwa i współpraca krajowa 
Silnym elementem „GaN-Unipress” jest współpraca z Uniwersytetem Warszawskim (UW) i Politechniką Warszawską (PW). WP3 będzie rozwijany we współpracy z Zakładem Fizyki Ciała Stałego, Instytutu Fizyki Doświadczalnej UW, a WP4 uzyska wsparcie Zakładu Sztucznej Inteligencji i Metod Obliczeniowych Wydziału Matematyki i Nauk Informacyjnych PW. Ponadto strategicznym partnerem międzynarodowym projektu jest CNR-IMM we Włoszech (Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per la Microelettronica e Microsistemi), kierowany m.in. przez zespół dr. Fabrizio Roccaforte.

Dlaczego to ważne?
Połączenie unikalnych kompetencji IWC PAN w fizyce i technologii azotków z krystalizacją GaN, zaawansowaną epitaksją i narzędziami AI/ML daje Polsce wyjątkową pozycję do rozwoju energoelektroniki (wydajna konwersja energii) i technologii kwantowych (komunikacja i sensory), z realnym potencjałem komercjalizacji. Projekt rozwija Centrum „GaN-Unipress” jako rozpoznawalny, międzynarodowy ośrodek doskonałości.

Więcej o programie MAB i wynikach naboru 2/2025 na stronie FNP.

Instytut Wysokich Ciśnień PAN zorganizował i poprowadził inaugurację roku akademickiego 2025/2026 Warsaw-4-PhD - Warszawskiej Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i BioMedycznych.

Uroczystość miała miejsce 1 października 2025 w gościnnej auli Instytutu Chemii Fizycznej PAN na Kasprzaka 44/52 w Warszawie, udostępnionej nieodpłatnie.

Wydarzenie otworzył dyrektor IWC PAN prof. Michał Boćkowski; w programie znalazły się m.in. wystąpienia doktorantów, wykład inauguracyjny prof. Sylwestra Porowskiego oraz ślubowanie doktoranckie.

Dziękujemy IChF PAN za wsparcie oraz wszystkim uczestnikom za liczny udział.

Zainaugurowaliśmy prace w europejskim projekcie WBG Pilot Line – wspólnej, „lab-to-fab” linii pilotażowej dla półprzewodników szerokopasmowych (SiC, GaN oraz UWBG), która ma wzmocnić cały europejski łańcuch wartości i przyspieszyć wdrożenia przemysłowe w zastosowaniach o wysokiej wartości dodanej.

Nasz Instytut wnosi do konsorcjum unikalne podłoża GaN wytwarzane metodą ammonotermalną oraz rozwija technologie wytwarzania struktur mocy i RF na podłożach GaN 4” i większych w ramach polskiego węzła pilotażowej linii.

Projekt opiera się na infrastrukturze partnerów z Włoch, Polski, Szwecji, Finlandii, Francji, Austrii i Niemiec i jest ściśle powiązany z inicjatywą Chips for Europe. Więcej o projekcie na stronie.

W najnowszej pracy "Deep-level point defects at Ga sites in dilute Al_xGa_1−xN alloys" nasz kolega, dr Piotr Kruszewski, wraz ze współpracownikami, przedstawił nowe dowody wskazujące na to, że pułapka elektronowa E1 w warstwach Al_xGa_1−xN, a prawdopodobnie także w GaN, jest związana z defektem punktowym zlokalizowanym w podsieci galowej, a nie azotowej, jak powszechnie sądzono. Ponadto, na podstawie obliczeń teoretycznych (Heyd-Scuseria-Ernzerhof - HSE), zaproponowano, że donorem odpowiedzialnym za poziom elektronowy pułapki E1 jest węgiel albo molibden, czyli C_Ga(0/+) lub Mo_Ga(0/+).

Publikacja została wyróżniona przez edytora Applied Physics Letters jako Editor's Pick. Link do pracy: https://doi.org/10.1063/5.0272389