Shema de realizare a proiectului PN 18 13 01 02 - Etapa a II-a


Faza nr. 7

Responsabil: Dr. A. Petris

Termen de predare: 15.10.2018

Titlu: "Influenta structurarii periodice asupra raspunsului neliniar de ordinul trei al filmelor de As2S3"

Rezumat: As2S3 este un material semiconductor (Eg≈2.4eV) optic neliniar, promitator pentru fotonica neliniara si informationala (holografie, stocare optica, conjugarea optica a fazei, procesarea optica a informatiei, comutarea optica, ghidarea luminii, senzori). Materialul este transparent in domeniul spectral infrarosu, permite modificari mari ale indicelui de refractie induse de lumina, informatia inregistrata in el poate fi tranzitorie sau remanenta (cea din urma putand fi eliminata termic), probele se pot obtine cu dimensiuni mari. Raspunsul neliniar al materialelor micro- / nano-structurate poate diferi sensibil de cel obtinut in absenta structurarii.
Am studiat raspunsul optic neliniar ultrarapid (electronic) de ordinul trei al unor filme semiconductoare de As2S3, nestructurate si structurate periodic, prin experimente de generarea armonicii a treia, cu pulsuri laser ultrascurte (~150 fs), la lungimea de unda de 1550 nm. Experimentele efectuate au permis analiza comparativa a influentei grosimii filmului, a cresterii absorbtiei filmului (indusa de lumina) si a structurarii periodice asupra raspunsului optic neliniar. Am determinat susceptibilitatea optică neliniara de ordinul trei χ(3) si indicele de refractie neliniar n2 ale filmelor de As2S3, nestructurate si structurate periodic, parametri ce caracterizează răspunsul optic neliniar al materialului la lungimea de undă considerată, de interes în fotonică şi comunicaţii optice.
Studiul raspunsului optic neliniar al materialelor investigate este important atat pentru intelegerea proceselor de interactiune lumina - materie cat si pentru conceperea unor functionalitati fotonice bazate pe procese optice neliniare.

Faza nr. 8

Responsabil: Dr. F. Sima

Termen de predare: 15.10.2018

Titlu: "Suprafete si interfete prelucrate cu fascicul laser pentru ghidare si orientare celulara"

Rezumat: Proiectul a propus dezvoltarea unor structuri 2D si 3D de biomateriale prin metode hibride de procesare laser substractive si aditive. Scopul urmarit a fost controlul si intelegerea mecanismelor de interactie la interfata biomaterial-celula. Am propus, astfel, sinteza de materiale anorganice si organice cu geometrii si compozitii variabile prin tehnologii laser avansate, combinate.
Am obtinut structuri 2D cu gradient de compozitie al caror efect a fost testat in interactie cu celule umane. Raspunsul celulelor osteoblaste si osteoclaste cultivate impreuna pe aceste acoperiri combinatoriale a fost modulat de gradientul compozitional. Compozitii intermediare au evidentiat efectele pozitive asupra osteoblastelor si actiuni inhibitoare asupra osteoclastelor, generand materiale functionale cu performante controlate, prin controlul parametrilor de procesare laser, pentru ca, in final, sa imbunatateasca si sa accelereze reconstructia osoasa.
Am efectuat studii de iradiere cu fascicule laser cu durate de puls in domeniul picosecundelor pe materiale de sticla fotosensibila. Am obtinut rezolutii de procesare de ordinul a 2 microni. Am realizat canale microfluidice in volum, de diferite configuratii, proiectate specific pentru aplicatii biologice si fabricate cu ajutorul unei masute de translatie 3D prin iradiere laser urmata de corodare chimica si tratamente termice ulterioare pentru studii in vitro de proliferare si diferentiere celulara.

Faza nr. 9

Responsabil: Dr. Alexandra Palla

Termen de predare: 15.10.2018

Titlu: "Depunerea si caracterizarea de monostraturi de WSe2 si WS2 prin depunere laser pulsata si/sau depunere laser pulsata asistata de radio-frecventa"

Rezumat: A fost realizat un montaj experimental de depunere a filmelor subțiri prin tehnica ablației laser pulsate. Prin optimizări succesive s-a reușit obținerea de filme alcătuite din câteva straturi atomice, cu o rugozitate foarte scăzută. Filmele 2D depuse prin PLD au fost caracterizate și au fost obținute proprietățile lor optice, structurale și morfologice.
Diseminare:
a) “Pulsed laser deposition of ultrathin two-dimensional nanomaterials”, A. Palla-Papavlu, M. Filipescu, N. Scarisoreanu, I. Valentin, M. Dinescu, Poster, ICPAM-12 (Septembrie 2018, Heraklion);
b) "Laser writing of nanomaterials for wearable sensors", A. Palla-Papavlu, Invited lecture, NN18 (Salonic, Iulie 2018).

Faza nr. 10

Responsabil: Dr. Stefan Amarande

Termen de predare: 10.12.2018

Titlu: "Generarea fasciculelor structurate cu ajutorul dispozitivului digital cu micro-oglinzi"

Rezumat: Propagarea fasciculelor Bessel cuasi-nedifractante prin medii cu împrăştiere multiplă a fost investigată experimental. Montajul experimental s-a bazat pe un modulator spaţial de fază a luminii, iar mediul împrăştietor a fost din microsfere de polistiren diluate în apă. Gradul de distorsionare cauzată de împrăştiere a fost evaluat prin suprapunerea dintre profilul fasciculului trecut prin soluţie de microsfere şi profilul aceluiaşi fascicul trecut prin apă distilată. Integrala suprapunerii celor două profile a fost calculată pentru fascicule Bessel având diferite valori ale diametrului la semi-înălţime al vârfului principal. Atunci când lărgimea vârfului principal al fasciculului Bessel este aproximativ egală cu diametrul microsferelor din polistiren suprapunerea profilelor este mai mare, ceea ce înseamnă o distorsionare mai redusă prin împrăştiere. Această observaţie sugerează că, prin adaptarea structurii fasciculului la proprietaţile mediului împrăştietor, este posibilă reducerea distorsionării fasciculelor.

Faza nr. 11

Responsabil: Dr. A. Staicu

Termen de predare: 10.12.2018

Titlu: "Laseri in picaturi cu medii active structuri coloidale"

Rezumat: In această etapa s-a investigat efectul laser obtinut prin pompajul optic al unei picaturi micro-volumetrice, suspendata de un capilar, care conține ca mediu activ o soluție apoasa de colorant laser, Rodamina 6G (Rh6G), sau emulsie formata prin amestecul vitaminei A uleioase cu solutie apoasa de Rh6G. Pompajul optic se realizeaza cu un fascicul laser la lungimea de unda de 532 nm emis de un laser pulsat Nd: YAG. Micropicaturile care conțin emulsie prezintă un semnal de emisie îmbunătățit. Acest effect este datorat împrăștierii luminii de către picăturile de ulei cu diametre sub-micrometrice din emulsie și de geometria sferică a picăturii suspendate. In acest caz picătura acționează ca un rezonator optic care amplifică semnalul de fluorescență pana la stadiul in care apare emisia de tip lasing. De asemenea, a fost investigat si modul în care concentrația Rodaminei 6G, energia pulsului laser de pompaj și numărul de pulsuri laser influențează comportamentul emisiei picaturii. Rezultatele pot fi utile în imagistica optică, deoarece pot conduce la utilizarea unor cantități mai mici de fluorofori pentru a obține rezultate de aceeași calitate.

Faza nr. 12

Responsabil: Dr. C. Surdu Bob

Termen de predare: 10.12.2018

Titlu: "Sinteza si caracterizarea straturilor de nitrura de siliciu folosind o plasma anodica de inalta tensiune -caracterizarea"

Rezumat: In cea de a doua etapa a lucrarilor am continuat sinteza filmelor cu continut de nitrura de siliciu astfel incat sa se obtina reproductibilitatea compozitiei. Pentru aceasta, un factor determinant a fost stabilitatea sursei de plasma utilizate (Plasma anodica de inalta tensiune pentru depuneri de filme de compusi chimici, C– HVAP). S-a observat faptul ca stabilitatea sursei este influentata de nivelul vidului din incinta la momemntul aprinderii plasmei. Analiza filmelor depuse in aceste conditii a aratat o scadere semnificativa a oxidului de siliciu fata de situatia anterioara cand nivelul vidului preliminar din incinta a fost mai mic.
Datorita faptului ca pluma de plasma este localizata in incinta – nu inunda tot volumul incintei de vid – s-au putut realiza depuneri de filme subtiri cu continut de nitrura de siliciu pe materiale sensibile la temperatura cum ar fi plasticul si materialul textil. Au fost gasiti parametrii optimi de depunere astfel incat substratul sa nu fie afectat termic.
Rezultatele din aceasta etapa arata – pentru prima data – posibilitatea utilizarii sursei originale de plasma C-HVAP pentru depunerea de straturi subtiri cu continut de nitrura pe substrate din materiale sensibile la temperatura.