Echipa condusă de cel mai recunoscut în lume savant din Republica Moldova, prof. univ., dr. hab. Oleg LUPAN, șef Departament Microelectronică și Inginerie Biomedicală din cadrul Facultății Calculatoare, Informatică și Microelectronică, face un pas nou pe făgașul internaționalizării UTM, grație activităților de cercetare desfășurate în comun de cercetătorii din cadrul a opt universități: din R. Moldova, Germania, Franța, Norvegia, India, SUA, Japonia.
Această echipă internațională, formată ad-hoc de către profesorul UTM-ist Oleg LUPAN, a reușit să-și îmbine eforturile în rezolvarea unei probleme specifice de cercetare în domeniul nanosenzorilor. După 4 runde de recenzări a câte 3-4 recenzenți-experți, lucrarea științifică „Comparison of Thermal Annealing vs Hydrothermal Treatment Effects on the Detection Performances of ZnO Nanowires” – „Comparația efectelor de tratare termică față de tratamentul hidrotermal asupra performanțelor de detectare a nanofilelor ZnO” (în volum de 30 de pagini de tipar) a fost acceptată spre publicare în prestigioasa revistă de specialitate ACS Applied Materials & Interfaces cu factor de impact 8.758 –
(https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-WETZ5DJ77UPFWPESX2CR),
https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acsami.0c19170/suppl_file/am0c19170_si_001.pdf
Potrivit autorilor, lucrarea reprezintă o investigație comparativă a influenței tratamentului post-galvanizare asupra performanțelor de detectare a gazelor unei nanobaghete / nanofir individual ZnO, crescut prin depunere electrochimică și integrat în dispozitive nanosenzoriale. În lucrare, tratamentul hidrotermal în vapori de apă (abur) și tratarea termică convențională au fost utilizate ca tratamente post-creștere pentru a îmbunătăți proprietățile nanomaterialului.
Autorii au studiat proprietățile morfologice, optice, chimice, structurale, vibraționale și de detectare în detaliu cu echipamentele moderne existente la toate cele 8 centre de cercetare de prestigiu din Moldova, Germania, Franța, Norvegia, India, SUA, Japonia, cu care UTM are relații de colaborare internațională de mai mulți ani. Totodată, ei au determinat experimental și confirmat prin calcule teoretice că prin variația mediului, temperaturii de creștere și a tipului de tratament post-creștere, morfologia este menținută, în timp ce proprietățile optice și structurale arată o cristalizare sporită a nanofirelor. S-a văzut că tratamentul hidrotermal în vaporii de apă afectează proprietățile optice și vibraționale ale materialului, dar și pe cele senzoriale.
După cercetarea nanodispozitivelor bazate pe o nanobaghetă individuală din ZnO, s-a observat că temperatura mai ridicată în timpul procesului de sinteză are ca rezultat un răspuns mai mare la gazul H2 în intervalul de temperatură de funcționare investigat de la 25°C la 150°C. Tratamentul în autoclavă a permis creșterea suplimentară a răspunsului la gaz al senzorilor elaborați cu un factor de ~ 8. Calculele teoriei funcționale a densității (DFT) relevă modificări ale benzilor structurale și electronice ale suprafețelor ZnO ca urmare a interacțiunii puternice cu moleculele de gaz H2.
Rezultatele autorilor demonstrează că dispozitivele de înaltă performanță pot fi obținute din nanofire și nanobaghete de înaltă cristalinitate după tratament hidrotermal. Dispozitivele obținute ar putea fi elementul cheie pentru nanoelectronica flexibilă, electronica portabilă și au atras un mare interes datorită specificațiilor sale unice.
Prof. Oleg LUPAN și discipolii săi, dr. Vasile POSTICA și drd. Nicolae MAGARIU activează la Facultatea Calculatoare, Informatică și Microelectronică, Departamentul de Microelectronică și Inginerie Biomedicală, Centrul de Nanotehnologii și Nanosenzori a UTM, la care au access toți studenții ciclurilor 1,2,3.
Această lucrare a fost susținută parțial de Universitatea Tehnică a Moldovei și Guvernul Republicii Moldova, ANCD, prin Programul de Stat nr. 20.80009.5007.09. Director de proiect: rectorul UTM, prof. univ., dr. hab. Viorel BOSTAN.
Cercetători: Oleg Lupan, Nicolae Magariu, Rasoul Khaledialidusti, Abhishek Kumar Mishra, Sandra Hansen, Helge Krüger, Vasile Postica, Helge Heinrich, Bruno Viana, Luis Katsuya Ono, Beatriz Roldan Cuenya, Lee Chow, Rainer Adelung, Thierry Pauporté.
Parteneri:
- Center for Nanotechnology and Nanosensors, Department of Microelectronics and Biomedical Engineering, Technical University of Moldova, Stefan cel Mare Av. 168, MD 2004 Chisinau, Republic of Moldova;
- PSL Université, Chimie ParisTech, Institut de Recherche de Chimie Paris-IRCP, CNRS UMR8247, rue Pierre et Marie Curie 11, 75005 Paris, France;
- Functional Nanomaterials, Institute for Materials Science, Faculty of Engineering, Kiel University, str. Kaiserstraße 2, D-24143 Kiel, Germany;
- Department of Physics, University of Central Florida, Orlando, FL, 32816, USA;
- Department of Mechanical and Industrial Engineering at Norwegian University of Science & Technology, 74911, Trondheim, Norway;
- Department of Physics, School of Engineering, University of Petroleum and Energy Studies, Bidholi via Premnagar, Dehradun 248007, India;
- Department of Materials Science & Engineering, University of Virginia, 395 McCormick-Road Charlottesville, VA-229044, USA;
- Department of Interface Science, University of Fritz Haber Institute of the Max Planck Society, 14195 Berlin, Germany.
Citește mai mult pe utm.md
