Revista >> Noiembrie - Decembrie 2015 [Nr. 180] >> Cercetare & Invatamant superior

Infrastructura de cercetare a IMT – o platformă pentru interacţiune şi parteneriat

Dan Dascalu, Raluca Muller, Rodica Voicu, Andrei Avram, Alexandru Muller, Ioana Giangu, Mihaela Kusk

25 Noiembrie 2015

INCD-Microtehnologie (IMT Bucureşti) dispune la sfârşitul anului 2015 de o infrastructură de cercetare de ultima generaţie, completată de finalizarea investiţiilor din proiectul CENASIC (Centru de cercetare pentru sisteme integrate, nanotehnologii şi nanomateriale bazate pe carbon) finanţat din fonduri structurale. Mai importante decât mărimea investiţiei şi performanţa echipamentelor sunt însă: a) competenţa celor care le utilizează; b) modul în care este organizată funcţionarea acestei infrastructuri. Dincolo de participarea în numeroase proiecte europene din diverse programe (PC6, PC7, ENIAC/ECSEL, ERA-NET etc.), IMT a inaugurat în 2009 aşa-zisul Centru de Micro şi Nanofabricaţie, IMT-MINAFAB, primul de acest tip din estul Europei, organizat ca o facilitate care asigură servicii (concept generalizat în abordarea Registrului Naţional de Infrastructuri de Cercetare, www.erris.gov.ro).

Specificul activităţii
IMT a fost creat (1993, din 1996 institut naţional) pentru a folosi microtehnologiile (iniţial derivate din microelectronică) în scopul realizării de microtraductori şi microsisteme. Până în 1997, IMT a dispus de linia de fabricaţie a S.C. Microelectronica SA, dar ulterior a trebuit să se mulţumească cu baza materială a fostului ICCE (Institutul de Cercetări pentru Componente Electronice), cu care fuzionase în 1996 pentru a forma INCD-Microtehnologie. La rândul său, ICCE-ul din 1996 era numai o parte din fostul institut, din care s-au desprins în 1990 trei societăţi comerciale, cuprinzând şi linia de microproducţie. Timp de aproape un deceniu, noul institut naţional a dispus de o bază materială învechită, specialiştii institutului (recrutaţi în primul rând din ICCE şi Microelectronica SA), susţinuţi şi de o finanţare pe plan naţional au reuşit să-şi continue activitatea şi să participe la proiecte europene (uneori folosind infrastructura partenerilor din străinătate). Investiţiile din infrastructura IMT din ultimul deceniu au inversat situaţia: acum institutul nostru este gazda unor lucrări experimentale în beneficiul celor din afară.

Ce este infrastructura IMT-MINAFAB?
Menţionăm, pentru început, faptul că termenul de “fabricaţie“ în context nu înseamnă “producţie”, ci procesarea unor materiale sau structuri cu dimensiuni controlate de ordinul micrometrilor, respectiv nanometrilor. Precizăm apoi faptul că IMT-MINAFAB este un “centru deschis”, care oferă acces “direct” sau “indirect” (după cum este explicat în detaliu într-un articol anterior1) cu un cuvânt, oferă “servicii”. Şi centrele deschise sunt de două feluri: a) pot fi dedicate inclusiv serviciilor, ca în cazul în care deservesc o universitate sau un parc tehnologic sau b) pot corespunde unei unităţi de cercetare care îşi utilizează infrastructura pentru propria activitate, facilitând în acelaşi timp accesul unor utilizatori din exterior. IMT-MINAFAB corespunde celei de a doua situaţii, care este de departe cea mai interesantă, deoarece “centrul deschis” oferă acces nu numai la echipamente şi la servicii de rutină, ci şi la competenţele cercetătorilor care folosesc echipamentele de procesare şi aparatură de măsură. Într-o astfel de situaţie centrul poate constitui o platformă de interacţiune şi parteneriat, deoarece facilitează colaborarea în cercetare şi inovare (colaborarea cu industria)2. În legătură cu ultimul aspect să remarcăm şi faptul că în cadrul programului de finanţare prin fonduri structurale (POC-CDI) există o categorie de proiecte ample de cooperare cu industria (proiecte de tip G) denumite “Parteneriate pentru transfer de cunoştinţe”. Acestea cuprind toate categoriile de activităţi, de la transferul direct de cunoştiinţe, la servicii şi cooperare în CD3). Menţionăm faptul că şi până în prezent IMT a asigurat servicii pentru diverse firme (are şi un punct de lucru Honeywell România), iar infrastructura sa de cercetare a fost folosită pentru educaţie (laboratoare la cursuri de Master, stagii doctorat etc.).

Cum funcţionează IMT-MINAFAB: exemple de cercetare în colaborare cu diverşi parteneri
Acest articol conţine exemple de utilizare a infrastructurii de care dispune IMT în prezent. În acest context este interesant să precizăm modul în care a evoluat activitatea din IMT în direcţia “centrului deschis”. Aşa cum am menţionat deja, în ultimul deceniu s-a reînnoit aproape în totalitate baza materială a IMT. Dotările au fost obţinute în principal prin contracte ale laboratoarelor de cercetare. Din motive tehnice, însă, majoritatea echipamentelor şi aparaturii au fost însă instalate într-un spaţiu comun amenajat în “hala tehnologică” (era nevoie de stabilitate mecanică, condiţii de curăţenie, fluide pure). Un bun exemplu este aşa-zisa “zonă gri” (camera curată clasa 100.000) în care şi-au instalat aparatura în principal Centrul de excelenţă MIMOMEMS (finanţat de UE, 2008-2011) şi Centrul de Nanotehnologii care funcţionează sub egida Academiei Române. În această zonă dotările sunt grupate în aşa-zisele “laboratoare-experimentale”, coordonate de către laboratoarele CD şi operate de către cercetători. În “zona gri” contactele dintre cercetătorii din diverse laboratoare au apărut în mod firesc, spontan. De aici până la colaborare mai intensă nu a fost decât un singur pas. Cercetătorii care gestionau echipamentele complexe, specializate au oferit “servicii” colegilor înainte de a “ieşi” cu oferte în exterior, prin intermediul Centrului IMT-MINAFAB. Acest centru nu este o infrastructură separată, ci o interfaţă cu exteriorul. Activităţile MINAFAB sunt: a) relaţiile contractuale cu “clenţii” (inclusiv protecţia IP); b) parteneriatul în propuneri de reţele de infrastructuri, în relaţiile cu firma care asigură verificarea aplicării procedurilor de calitate s.a.; c) diseminarea de informaţie. Există un consiliu consultativ IMT-MINAFAB care gestionează problematica specifică (modul în care cercetătorii din laboratoarele CD sunt stimulaţi să ofere servicii, creşterea gradului de utilizare al infrastructurii etc).

Exemplul 1 se referă la realizarea în tehnologia siliciului a unor microdispozitive pentru măsurarea vibraţiilor şi pentru investigaţii tribologice la scară “nano”. Laboratorul de „modelare” (Dr. Raluca Müller) este implicat într-un contract ERA-NET, cu parteneri din Belgia, Polonia şi România (UTCN). IMT a asigurat nu numai proiectarea microsenzorilor (Dr. Mat. Rodica Voicu), ci şi realizarea fizică a acestora (Drd. ing. electronist Angela Baracu), utilizând un set de echipamente de microfabricaţie, inclusiv echipamentul LPCVD (operat de către ing. chim. Cosmin Obreja).

Exemplul 2 se referă la alte structuri micromecanice realizate prin corodare în plasmă (procedeu folosit şi în situaţia din exemplu 2). Cea mai performantă instalaţie a fost obţinută printr-un contract finanţat din fonduri structurale (Dr. Ciprian Iliescu, Singapore) care a dus la înfiinţarea unui nou laborator CD, de microfluidică şi nanofluidică şi este operată de Dr. Ing. Andrei Avram (fizician, cu doctoratul în inginerie electrică), în imaginea alăturată.

Al treilea exemplu este legat de realizarea unor dispozitive electromecanice cu unde acustice de suprafaţă (SAW=Surface Acoustic Waves). IMT a realizat în premieră, folosind litografia cu fascicul de electroni, dispozitive SAW care funcţionează la frecvenţe mai mari de 5 GHz (proiectul european SMARTPOWER, coordonat de Thales TRT). Caracterizarea acestor dispozitive ca senzori de temperatură se face cu un analizor vectorial de reţea (0,1 – 110 GHz), măsurătorile fiind efectuate direct pe cipul de GaN/Si pe care este construit dispozitivul. Deoarece măsurarea performanţelor electrice trebuie făcută într-o gamă cât mai largă de temperatură, s-a realizat un sistem de testare care funcţionează în interiorul unui criostat. Plaja de temperaturi de măsură este 6-500 K. Concepţia şi testarea dispozitivului: laboratorul de microunde (Dr. fiz. Alexandru Müller) din cadrul Centrului de excelenţă MIMOMEMS. În prim plan, fotografia din pagina următoare, Drd. Ioana Giangu (electronică).