Proiectul propus este multidisciplinar, in domeniile fizicii stării solide, magnetismului,supraconductibilităţii, ştiinţei si tehnologiei materialelor, nanotehnologiilor, sinteza materialelor avansate sub forma de straturi subţiri si compuşi volumici cu aplicaţii tehnologice. Acest proiect se corelează cu proiectul European FP7, la aria tematica 4”Nanoştiinţe, Nanotehnologii, Materiale si Tehnologii de Producţie noi”.
Se vor efectua cercetări fundamentale si aplicative referitore la:
(a) Influenta parametrilor tehnologici, a substituţiilor parţiale asupra proprietăţilor intergranulare a compuşilor oxidici supraconductori (SC) cu temperatura critica înaltă (HTS) de tipul Bi:2223. Acest studiu îşi propune sa găsească condiţiile in care se pot obţine valori suficient de mari pentru densitatea critica a curentului, in vederea folosirii acestor ceramici supraconductoare in aplicaţii practice.
(b) Rolul nano centrilor de pinning produsi de oxigen si de substitutiile atomice asupra tranzitiei (SC) –izolator la compusul Bi:2201. Creşterea densităţii curentului critic a filmelor subţiri supraconductoare de tipul Bi:2212 prin controlul compoziţiei targetului si parametrilor instalatiei de sputtering.
(c) Studiul straturilor subtiri de nitruri, obtinute prin pulverizare catodica reactiva cu magnetron, pentru aplicatii tribologice. Cercetarile care se vor intreprinde vor urmari: (c1) studiul corelatiei dintre parametrii procesului de depunere, microstructura si proprietatile straturilor de nitruri obtinute in sistemele Ti-N si Ti-Si-N, avand ca scop obtinerea de structuri micro- si nanometrice, cu duritate foarte inalta; (c2) Studiu comparativ privind comportarea la uzare si coroziune a straturilor cu structura micro- si nanometrica
Proiectul este complex si beneficiaza de personalul si echipamentul a 3 grupuri de cercetare de la Universitatea Babes-Bolyai (Partener 1), Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca (Partener 2) si INCDTIM Cluj-Napoca (Partener 3), precum si de cooperarea cu grupuri de cercetatori de la universitati din Franta, Germania si Belgia.
Etapa I
Studiul compusilor policristalini (supraconductori si straturi de nitruri) prin investigatii structurale electrice,magnetice, mecanice si chimice.
Etapa II
Dezvoltari experimentale pentru instalatii de sinteza si caracterizare a materialelor si realizarea unei baze de date referitoare la materiale supraconductoare si a straturilor de nitruri;
Etapa III
Etapa V
Studii privind efectul nanoparticulelor si nanodefectelor asupra proprietatilor fizice ale filmelor subtiri de Bi :2212 si de nitruri
Obiectivul general al proiectului:
Obiectivul general al propunerii de proiect consta in obtinerea si studierea materialelor supraconductoare si a nanostructurilor din nitruri.O parte din aceste materiale sunt sub forma de straturi subtiri si au in comun metoda de obtinere prin metoda sputtering in regim dc si rf, precum si metodele generale de caracterizare a suprafetelor.
Obiectivele specifice sunt:
O1. Studiul compusilor policristalini (supraconductori si straturi de nitruri) prin investigatii structurale electrice,magnetice, mecanice si chimice. Demonstrarea potentialelor aplicatii ale ceramicii Bi:2223.
O2. Dezvoltari experimentale pentru instalatii de sinteza si caracterizare a materialelor si realizarea unei baze de date referitoare la materiale supraconductoare si a straturilor de nitruri;
O3. Studii privind tranzitia metal-izolator si a proceselor disipative din filmele subtiri epitaxiale de Bi:2201 cu nanoparticule;
O4. Studii privind efectul nanoparticulelor si nanodefectelor asupra proprietatilor fizice ale filmelor subtiri de Bi:2212. Obtinerea si caracterizarea straturilor de nitruri nanostructurate si demonstrarea potentialelor aplicatii.
Etapa I
Studiul compusilor policristalini (supraconductori si straturi de nitruri ) prin investigatii structurale electrice,magnetice, mecanice si chimice.
Activitati : A I.1. (CO, P1,P2) Aducerea la zi a bibliografiei. Constituirea unei baze de date bibliografica ( fisiere pdf ); A I.2 (CO,P1) Rezultate preliminare asupra materialelor sintetizate; A I.3 (CO,P1) Sinteza prin reactia in faza solida a compusilor supraconductori; A I.4 (CO,P1) Efectul tratamentelor termice si presarii uniaxiale asupra densitatii curentului critic; A.I.5 (CO) Masuratori de rezistivitati electrice in functie de temperatura; A I. 6 (CO) Studiul proceselor disipative intergranulare din masuratori de susceptibilitati ac in functie de temperatura si de amplitudinea campului magnetic; A I.7 (CO,P2) Reactualizarea informatiilor bibliografice privind caracterizarea prin RES a supraconductorilor invesigati ; A I. 8 (CO,P1 ) Publicare, diseminare rezultate
Etapa II
Dezvoltari experimentale pentru instalatii de sinteza si caracterizare a materialelor si realizarea unei baze de date referitoare la materiale supraconductoare si a straturilor de nitruri ;
Activitati : A II.1 (P2) Masuratori RES preliminarii privind impuritatile paramagnetice prezente in SC policristalini; Studii de rezonanta electronica de spin (RES); A.II.2 (CO,P1,) Rezultate preliminare asupra caracterizarii materialelor obtinute dupa reconfigurarea sistemelor de sinteza; A II.3 (CO,P1) Reconfigurarea instalatiilor de magnetron sputtering pt.obtinerea straturilor subtiri ; A.II.4 (P1 ) Realizarea bobinei si probei Langmuir pentru caracterizarea plasmei la obtinerea straturilor nanostructurate de nitruri ; AII. 5(CO) Caracterizarea purităţii probelor prin măsurători de difracţie de raze X; A II.6 (CO) Reconfigurararea sistemului de masura a rezistentei electrice a straturilor subtiri supraconductoare; A.II.7 (P1) Sinteza straturi de nitruri in sistemele Ti-N si Ti-Si-N ; A II. 8 (P1) Caracterizarea microstructurii prin analize si a morfologiei suprafetelor de nitruri prin SEM, AFM.; AII.9 (P1) Analiza chimica la nivel microstructural cu microsonda prin EDS; A.II.10(CO, P2) Determinari structurale prin raze X asupra straturilor de nitruri ; AII.11.(P1) Determinari ale caracteristicilor mecanice ale straturilor de nitruri ; A II 12. (CO,P1,P2) Publicare, diseminare.
Etapa III
Studii privind tranzitia metal-izolator si a proceselor disipative din filmele subtiri epitaxiale de Bi :2201 cu nanoparticule si caracterizarea plasmei la nivelul substratului
Activitati : A III.1 (CO,P1) Sinteza prin metoda dc magnetron sputtering a nanostraturilor de Bi :2201 pe substrat de SrTiO 3 ; A III.2 (CO, P2) Masuratori de difractie de raze X; A III.3 (P1) Masuratori de microscopie electronica; A III.4 (CO) Masuratori de rezistenta electrica in functie de temperatura; A III.5 (P2) Masuratori de spectroscopie de rezonanta RES in vederea caracterizarii nanostructurilor SC; A III.6 (P1) Caracterizarea morfologiei suprafetei prin masuratori AFM; A III.7 (P1) Caracterizarea plasmei la nivelul substratului; A.III.8 (CO) Caracterizarea nanostructurilor ; A III.9 (CO-P2) Publicare, diseminare.
Etapa IV
Caracterizarea filmelor supraconductoare prin masuratori RES si rezistenta electrica si a plasmei la nivelul substratului in cazul nanostructurilor de nitruri
Activitati : A IV.1 (P2) Masuratori de spectroscopie de rezonanta RES in vederea caracterizarii nanostructurilor SC ; A IV2 (CO) Masuratori de difractie de raze X; A.IV 3 (P1) Caracterizarea plasmei la nivelul substratului la obtinerea straturilor nanostructurate de nitruri
Etapa V
Studii privind efectul nanoparticulelor si nanodefectelor asupra proprietatilor fizice ale filmelor subtiri de Bi :2212 si de nitruri
Activitati : A IV.1 (CO; P1) Sinteza prin metoda dc magnetron sputtering a nanostraturilor de Bi :2212 pe substrat de SrTiO 3 ; A IV.2 (P2) Masuratori de spectroscopie de rezonanta RES in vederea caracterizarii nanostructurilor supraconductoare Bi :2212; A IV.3 (P2) Masuratori de difractie de raze X supra straturilor de Bi :2212; A IV.4 (P1) Masuratori de microscopie electronica supra straturilor de Bi :2212; AIV.5 (CO) Masuratori de susceptibilitati magnetice in camp alternativ; A IV.6 (P2) Studiul prin RES a dinamicii de spin in supraconductori Bi :2212 cu ioni de Gd ; A IV.7 (CO-P2) Publicare, diseminare; A IV.8 (P1 ) Sinteza straturilor de nitruri in sistemele Ti-N si Ti-Si-N cu structura nanometrica ; A IV.9. (CO, P1,P2 ) Caracterizarea straturilor de nitruri nanostructurate prin difractie de raze X, spectroscopie RES si SEM; A IV.10.(P1) Studiul comportarii straturilor de nitruri la uzare; A.IV.11.(P1 ) Studiul comportarii straturilor de nitruri la coroziune; A.IV 12 (CO-P2) Publicare, diseminare
O parte din rezultatele obtinute au fost comunicate prin 3 contributii prezentate la 2 conferinte ( una nationala si una internationala ), dupa cum urmeaza :
a) Studiu privind comportarea la coroziune a straturilor de nitruri de titan si crom obtinute prin pulverizare catodica
de Gavril Negrea, Aurel Pop, Dorina Mihut
-Prezentata la a II-a conferinta nationala de Coroziune si Protectie Anticoroziva , 26-28 10.2007, Piatra Fantanele , Bistrita .
b) Analiza prin difractie de raze X si microscopie electronica a straturilor de zinc obtinute prin codepunere nanometrica
de Cassius BULEA, Gavril NEGREA, Aurel POP
-Prezentata la a II-a conferinta nationala de Coroziune si Protectie Anticoroziva , 26-28 10.2007, Piatra Fantanele , Bistrita .
c) Effect of partial substitution of Ca by La on intergranular processes in ( Bi , Pb ):2223 superconductors by A.V.Pop , I.Matei and M. Pop
International Conference of Fundamental science , 9-10 Nov.2007, Baile Felix .
• Seminarii
• Depunerea straturilor subtiri supraconductoare prin metoda DC magnetron sputtering : discutia rezultatelor preliminare (noiembrie 2007)
Prof. Dr. Aurel Pop CO, UBB
• Proprietatiile mecanice ale straturilor de nitruri (decembrie 2007)
Conf. Dr. Ing. Negrea Gavril, P1 UT Cluj
• Intalniri ale partenerilor
• 5-10-2007 Planificarea derularii activitatilor pe anul 2007
• 7-12-2007 Raportarea rezultatelor
• Seminarii
• Metode de control a temperaturii substratului si a presiunii gazului de sputtering la depunerea straturilor subtiri
Drd. Marconi Daniel si Drd. Matei Iulian (15-02-2008)
• Analiza modalitatilor de reconfigurare a instalatiilor de magnetron sputtering pentru obtinerea straturilor subtiri supraconductoare respectiv de nitruri .
Prof. Dr. Aurel Pop, Conf. Dr. Iosif Deac , Conf. Dr. Ing. Negrea Gavril (18-04-2008)
S3) Filme subţiri supraconductoare si de nitruri : proprietati necesare utilizarii lor in aplicaţii practice (11-06-2008)
Prof. Dr. Aurel Pop, CPI Dr. Liviu Giurgiu, Conf. Dr. Ing. Gavril Negrea, Dr. Claudiu Lung
• Întâlniri ale partenerilor
• 25-01-2008 Planificarea activităţilor comune ale partenerilor
• 18-04-2008 Participarea la seminar si discutarea unor rezultate preliminare privitoare la reconfigurarea unor instalaţii de sinteza si măsură
• 11-06-2008 Participarea la seminar si discutarea unor rezultate experimentale obţinute prin măsurători RES si SEM.
• 11-07-2008 Întâlnire pentru prezentarea lucrărilor ce vor fi prezentate la congrese si conferinţe internaţionale
The study of re-entrant behaviour in electrical resistence R(T) of Bi 2 Sr 2 Ca 2 (Cu 1-x Zn x ) 2 O 6+d (with x = 0.01) thin film |
I .Matei a ) , H.Raffy b ) , M.Pop c) , and A.V.Pop a , *,
|
Prezentata la Conferinta internationala ROCAM, sectiunea poster |
Localization processes near the superconductor-insulator transition in Bi2Sr2-xLaxCuOy nanoscale thin films
|
I. Matei, H. Raffy, A.V. Pop
|
Prezentata la Conferinta internationala ROCAM, sectiunea oral |
Low-field AC susceptibility study of the flux motion in Bi 2 Sr 2 CaCu 2 Oy thin films |
A.V.Pop 1*) , S.Manolache 1) , I.Matei 1) and V.Pop 2 |
Journal of Physics : Conference Series 150 (2009) 052214
|
The influence of oxygen deficiency and the unbalance Bi/ Sr in Bi 2 Sr 2 CuO 6+δ on metal- insulator transition |
A.V.Pop 1*) ,I.Matei 1) and V.Pop 2) |
Journal of Physics: Conference Series 150 (2009) 052214
|
Seminarii
• Modalitati de interfatare a instalatiei de racire in vederea maririi preciziei masuratorilor de rezistivitate electrica la straturile subtiri supraconductoare
Drd. Marconi Daniel si Drd. Matei Iulian (17-04-2009)
• Parametrii magnetronului ce influenteaza proprietatiile tribometrice ale straturilor de nitruri .
Conf. Dr. Ing. Negrea Gavril, Prof. Dr. Aurel Pop, Conf. Dr. Iosif Deac , (18-06-2009)
S3) Analiza activitatilor dasfasurate pentru dezvoltari experimentale in cadrul fazei a 3-a a proiectului.
Prof. Dr. Aurel Pop, CSIII Dr. Oana Raita, Conf. Dr. Ing. Gavril Negrea, Dr. Claudiu Lung (01-09-2009)
Întâlniri ale partenerilor
• 26-01-2009 Planificarea activităţilor comune ale partenerilor
• 17-04-2009 Participarea la seminar si discutarea unor rezultate preliminare privitoare la reconfigurarea unor instalaţii de măsură
• 18-06-2009 Participarea la seminar si discutarea unor rezultate experimentale obţinute prin măsurători de rezistenta electrica si AFM. Prezentarea lucrărilor ce vor fi prezentate la congrese si conferinţe internaţionale.