• Когерентна взаємодiя випромiнювання рентгенiвського дiапазону довжин хвиль з реальними кристалами та багатошаровими епiтаксiйними структурами з метою з'ясування фундаментальних фiзичних принципiв перетворення випромiнювання в умовах динамiчної дифракцiї. Моделювання процесiв динамiчної дифракцiї в багатошарових структурах.
• Фiзика процесiв дефектоутворення, структурної релаксацiї та мiжфазних взаємодiй в напiвпровiдникових матерiалах i системах.
• Фiзичнi основи рентгено-дифрактометричного визначення параметрiв реальної структури багатошарових епiтаксiйних плiвок.
• Аномальна Х-променева дифракцiя в напiвпровiдникових наноструктурах в областi К-країв поглинання.
• Поверхня, приповерхневi шари, границi подiлу i тонкi плiвки. Вивчення структури i властивостей.
• Розвиток неруйнiвних методик контролю структурної досконалостi та елементного аналiзу кристалiв, епiтаксiйних систем та приладних структур.

Основні наукові результати за 2018 рік

1.    Досліджено вплив вбудованої деформації та релаксації напруг на структурні та оптичні властивості 20-періодичної GaN/AlN надграток після імплантації іонами аргону. Показано, що зміна швидкості травлення окремих шарів НГ іонним пучком корелює з величиною деформаційного стану – зростає при збільшенні величини деформації. Встановлено, що імплантація іонів Ar+ в НГ призводить до релаксації системи та більш однорідного розподілу енергії зв'язків в окремих шарах надгратки. На основі всебічного вивчення вихідної та імплантованої НГ, зроблено висновок, що точкові дефекти, які виникають під час імплантації, активізують процес нуклеації дислокацій в інтерфейсі буферний шар GaN/надгратка, зменшуючи стискуючі напруження в шарах GaN НГ, що дозволяє керувати поляризаційними ефектами в епітаксійних структурах.
2.     Експериментально показано, що провідність градієнтного шару AlxGa1-xN зростає як функція величини градієнта концентрації Al (%Al/нм) при використанні ефектів поляризаційного легування без використання легуючих домішок. Для наношарів AlxGa1-xN із змінними градієнтами Al від ~ 0.16 до ~ 0.28 %Al/нм, об'єднаних в одній структурі, були досліджені ефекти поляризаційної інженерії для локалізованих електричних полів та транспорту носіїв і показано, що експериментальні властивості вбудованих електричних полів та струмопереносу в градієнтних шарах, узгоджуються з моделюванням розподілу полів, а також електронних і діркових густин. Прямо було встановлено, що при градієнтах менше 0,28% Al/нм рідні донори n-типу все ще обмежують поляризаційно-індуковане легування, створюючи ще одну проблему для формування областей провідності p-типу завдяки фоновим домішкам та дефектам.
3.    З’ясовано вплив незначних (100oС) варіацій температури процесу МПЕ на результуючий режим росту структур InN та досліджена еволюція їх морфології і структури. Виявлено прямі ознаки 2D-to-3D переходу від наноструктурованих плівок до фасетованих нанокристалів InN на GaN (0001). Перехід в розмірностях та механізмі росту корелює із підвищенням поверхневої дифузії  адатомів In при збільшенні температуру росту. Отримані результати є важливими для розуміння та реалізації кінетичних чинників, що впливають на еволюцію зародкоутворення, росту та формування кристалічної огранки на початкових стадіях росту тринітридних структур і мають вирішальне значення для отримання 3D наноструктур InN або його суцільних шарів з контрольованими властивостями для практичного використання в оптоелектронних пристроях.

4. У вiддiлi пiд керiвництвом чл.-кореспондента НАН України, доктора фiз.-мат. наук, професора В.П. Кладька у 2019 р. захищені дисертацiї кандидата фiз.-мат.наук - аспірантом Любченком О.І., н.с. Максименко З.В., та м.н.с. Поліщук Ю.О.