Etapa 1 - P4 2016


Shema de realizare a proiectului


Faza nr. 1

Responsabil: Dr. M. SCARISOREANU

Termen de predare: 15.04.2016

Titlu: "Filme nanostructurate obtinute prin tehnici laser combinate utilizate in senzori de gaze toxice"

Abstract: Filmele nanostructurate din materiale cu proprietati senzoriale aduce importante beneficii: o sensibilitate mult marita, repetabilitate, diminuarea limitei de detectie a gazului de detectat, a temperaturii de lucru pentru celula senzoriala si dimensiune mai redusa cu posibilitatea ciparii unor senzori complecsi de gaze. Filmele nanostructurate sunt obtinute prin sinteza de nanoparticule prin piroliza laser, urmata de depunere fizica fie prin spin coating fie prin tehnica MAPLE- PLD. Relativ la precursori se folosesc de baza tetrametil staniu, compus volatil organo-metalic, iar pentru dopajul cu alte elemente se utilizeaza fie pentacarbonilul de fier fie trimetoximetil silan (SiX3Y), fie tricarbonil nitrozil cobalt. Pulberile au fost analizate prin XRD, TEM, HREM, EDS, FT-IR, Raman si SEM. Filmele nanostructurate sunt analizate prin XRD, FT-IR, SEM, UV-VIS, ot AFM, iar proprietatile electrice sunt evaluate prin depunerea de filme pe suporturi avand contacte electrice (Au) pozitionate la 0.2 mm. Tot filme depuse pe Si intrinsec avand contacte electrice pozitionate la 0.4 mm sunt introduse in cuptorul de teste in conditiile unei atmosfere controlate avand intre 100-1000 ppm H2, CH4 sau vapori de etanol, totul in aer sintetic si la temperaturi de testare cuprinse intre 150 si 3500C. Masuratori electrice si teste de raspuns la urme de hidrogen indica o sensibilitate adecvata aplicatiilor acestor filme nanostructurate ca senzori de gaze toxice. Se realizeaza si se analizea un set de probe nanocompozite: miez pe baza de oxid de staniu si invelis pe baza de silica.

Faza nr. 2

Responsabil: Dr. C. POROSNICU

Termen de predare: 15.04.2016

Titlu: "Modificari morfo-structurale de interes pentru fuziunea nucleara induse filmelor multistrat prin radiatie laser si incalzire in directa"

Abstract: Am propus un studiu al conditiilor optime de depunere a filmelor subtiri multistrat cu continut de wolfram, folosind metoda arcului termoionic in vid, avand ca aplicabilitate directa aplicatii in fuziunea nucleara. Totodata a fost urmarit efectul radiatiei laser directe asupra modificarilor morfologice induse structurilor cu continut de wolfram. A fost efectuat studiul modificarilor morfologice in urma incalzirii indirecte cu fascicul de ioni in timpul depunerii straturilor cu continut de wolfram si incluziuni gazoase de azot si deuteriu prin marirea gradului de ionizare al plasmelor de tip magnetron.
In aceasta etapa au fost realizate doua tipuri de structuri multistrat cu continut de W, Ni si respectiv Fe obtinute prin metoda TVA. Grosimea filmelor subtiri de 210 nm a fost obtinuta prin depunerea succesiva a straturilor cu grosime de 30 nm de W, Ni respectiv. In cazul structurii W+Fe+Ni Prin iradierea directa a acestora acestora utilizand un laser cu puterea de 2W, o lungime de unda de 355 nm cu un spot de 20 de microni in diametru si o frecventa de 500kHz s-a incercat simularea conditiilor intalnite in vecinatatea peretelui divertor din cadrul unui reactor de fuziune. Straturile de W cu incluziuni gazoase de N si D au fost obtinute prin codepunere in atmosfera reactiva de Ar-D si Ar-D-N separat prin doua metode: HiPIMS si DCMS.
In urma investigatiilor efectuate pe probele cu continut de W a fost observata o modificare a proprietatilor morfologice si structurale inainte si dupa expunerea acestor probe la radiatia laser si fluxul de ioni de deuteriu/argon/azot. Investigatii suplimentare sunt necesare pe diferite tipuri de substrat precum Si, C si W, pentru a evidentia si influenta acestora asupra proprietatilor filmelor subtiri cu continut de W.

Faza nr. 3

Responsabil: Dr. V. DAMIAN

Termen de predare: 15.06.2016

Titlu: "Cercetari privind un sistem imagistic hiperspectral ce utilizeaza un sistem dispersiv interferometric"

Abstract: Proiectul are in vedere realizarea unui sistem de formare de imagini hiperspectrale (HSI) ce foloseste ca element dispersiv un sistem interfometric. In cadul fazei a fost realizata o documentare despre sistemele hiperspectrale cu interferometre, despre sistemele dispersive interferometrice, in particular interferometrul Fabry-Perot, si au fost prezentate cateva aplicatii ale unor astfel de sisteme. Este prezentata de asemenea o posibila schema de sistem hiperspectral cu interferometru Fabry Perot.

Faza nr. 4

Responsabil: Dr. N. SCARISOREANU

Termen de predare: 15.06.2016

Titlu: "Procesare laser de materiale perovskitice multifunctionale pentru aplicatii in ecologizarea mediului si generarea de energie"

Abstract: Scopul principal al acestei faze a fost acela de a obtine nanostructuri (straturi subtiri, folii monocristaline) de materiale perovskitice inorganice (BiFeO3, (La, Y)-BiFeO3) prin procesare laser, pentru aplicatii in ecologizarea mediului (degradare de poluanti organici persistenti) si generarea de energie. In urma experimentelor de ablatie laser in lichid a unei tinte de BiFeO3 au fost obtinute nanostructuri in suspensie care au fost investigate din punct de vedere optic, structural si fotocatalitic. Nanostructuri 2-D de (BiO)₂CO₃ asemanatoare grefenelor si nanoparticule amorfe de BiFeO3 au fost obtinute prin ablatie laser in lichid a unei tinte de BiFeO3. Activitatea fotocatalitica de generare de hidrogen prin spargerea moleculei de apa al acestor agregate a fost deasemenea pus in evidenta, prin iradierea acestora la 1.5 AM (1000W/m2). Prin ablatia laser in mediu lichid a acestor materiale perovskitice s-a urmarit obtinerea de nanostructuri cu performante catalitice similare sau superioare straturilor subtiri epitaxiale perovskitice in combinatie cu posibilitatea acestei tehnici de procesare laser de a fi implementata industrial.

Faza nr. 5

Responsabil: Dr. M. MAGUREANU

Termen de predare: 15.06.2016

Titlu: "Studiul efectelor induse de plasma de neechilibru asupra lichidelor"

Abstract: Au fost investigate descarcari electrice generate la interfata gaz-lichid in diferite configuratii (descarcari cu bariera dielectrica, descarcari corona fir-placa, descarcari corona cu spray de lichid). Obiectivul fazei a constat in identificarea si cuantificarea principalelor specii oxidante formate in faza gazoasa si in faza lichida sub actiunea plasmei de neechilibru: ozon (O3), radicali hidroxil (●OH), peroxid de hidrogen (H2O2). De asemenea, au fost analizate solutiile tratate cu plasma in scopul detectarii produsilor de reactie si determinarii eficientei metodelor folosite pentru degradarea si mineralizarea substantelor poluante.
Rezultatele obtinute in acest studiu ofera o intelegere mai profunda asupra reactiilor speciilor oxidante generate in descarcari electrice in contact cu lichide si un compus organic poluant (metil paraben - MeP). Tratarea cu plasma combinata cu ozonizare (cu O3 format in plasma) s-a dovedit eficienta pentru degradarea MeP. Poluantul (cu o concentratie initiala 50 mg/L) este complet eliminat dupa 15 min de tratare, iar constanta de rata este dubla fata de ozonizare. Mineralizarea este de asemenea substantiala in configuratia plasma+O3: 66.5% eliminare a carbonului organic total dupa 60 min de tratare. Cu toate ca O3 accelereaza semnificativ eliminarea MeP fata de tratarea numai cu plasma, alti oxidanti generati in plasma (in principal radicalii ●OH) au de asemenea o contributie esentiala la degradarea poluantului si la mineralizare. In solutia de MeP au fost detectati mai putini radicali ●OH decat in apa, datorita reactiilor acestora cu MeP si produsii sai de degradare. Cantitatea de H2O2 acumulata in lichid este de asemenea influentata de prezenta MeP: in functie de concentratia compusului organic este afectata rata de formare a H2O2 sau rata de descompunere a acestuia in reactii cu ●OH sau O3.

Faza nr. 6

Responsabil: Dr. B. MITU/ Dr. V. SATULU

Termen de predare: 3.08.2016

Titlu: "Sinteza in plasma a structurilor planare cu alternanta de proprietati; evaluarea morfologiei si structurii chimice"

Abstract: Au fost sintetizate filme subțiri monocomponente de politetrafluoretilenă prin tehnica pulverizării magnetron, respectiv filme de carbon amorf hidrogenat prin tehnica depunerii chimice din fază de vapori asistată de plasmă.
Au fost determinate pentru fiecare dintre acestea ratele de depunere în funcție de puterea RF aplicată pe sursa magnetron, respectiv descărcării PECVD și s-au determinat condițiile care conduc la filme cu rugozitate scăzută, care sunt potrivite pentru realizarea de structuri multistrat cu alternanță de proprietăți. Pentru straturile bicomponente am demonstrat prezența legăturilor C-F, provenind din stratul PTFE, cât și a legăturilor C-H, provenind din stratul a-C:H.