Revista >> Noiembrie 2019 [Nr. 219] >> Cover Story

INCDFM sprijină mediul economic prin transfer de materiale şi dispozitive inteligente

Dr. Lucian Pintilie, director proiect MATI2IT, dr. Mihaela Baibarac, director proiect AMD-FARMA-MED-

21 Noiembrie 2019

• Rezultatele şi perspectivele a două proiecte POC-G la mijlocul implementării

În toamna anului 2016, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM) demara două proiecte POC-G dedicate transferului de cunoştinţe către mediul economic, şi anume: proiectul cu titlul „MATERIALE MULTIFUNCŢIONALE INTELIGENTE PENTRU APLICAŢII DE ÎNALTĂ TEHNOLOGIE - MATI2IT“ (contract nr. 54/2016); proiectul cu titlul „ANALIZE FIZICO-CHIMICE, MATERIALE NANOSTRUCTURATE ȘI DISPOZITIVE PENTRU APLICAȚII ÎN DOMENIUL FARMACEUTIC ȘI MEDICAL DIN ROMÂNIA - AMD-FARMA-MED-RO“ (contract nr. 58/2016). În septembrie 2019 s-au împlinit trei ani de la startul acestor proiecte. În cele două proiecte sunt implicaţi în prezent circa 100 de cercetători şi ingineri din INCDFM, atât în activităţi de tip A, cât şi în cadrul echipelor de implementare a contractele subsidiare componente. Este deci momentul potrivit pentru a analiza stadiul în care se află implementarea acestor proiecte, ce rezultate au produs şi care sunt perspectivele pentru următorii doi ani, până la finalizarea lor.

Dr. Lucian Pintilie, director proiect MATI2IT, dr. Mihaela Baibarac, director proiect AMD-FARMA-MED-RO

Proiectul „MATERIALE MULTIFUNCŢIONALE INTELIGENTE PENTRU APLICAŢII DE ÎNALTĂ TEHNOLOGIE- MATI2IT“ (contract nr. 54/2016) este condus de directorul de proiect dr. Lucian Pintilie, Cercetător Ştiinţific gradul 1 şi Director Ştiinţific al INCDFM. În cadrul acestuia s-au derulat sau sunt în derulare 9 contracte subsidiare, după cum urmează: 1 contract pentru activităţi de tip C (servicii de cercetare la cererea firmei, beneficiar SC Optoelectronica 2001 SA); 8 contracte pentru activităţi de tip D (colaborare efectivă între firmă şi organizaţia de cercetare, beneficiari fiind: SC Apel Laser SRL, cu două contracte, SC Optoelectronica 2001 SA, SC NANOM-MEMS SRL, SC R&D Consultanță şi Servicii SRL, SC All Green SRL, SC Stimpex SA şi SC ICPE-SA). Tematicile asociate contractelor subsidiare de tip D sunt descrise în continuare, împreună cu rezultatele mai importante obţinute de la demararea lor.

Tematici și realizări

SC Apel Laser SRL - Dezvoltarea de energimetre laser pe bază de detectori piroelectrici. Contractul se adresează unui domeniu de nişă, respectiv monitorizarea energiei laserilor în undă continuă sau care lucrează în pulsuri. Piaţa laserilor a crescut foarte mult în ultimul timp, susținută de aplicaţii diverse, de la medicină până la construcţii de maşini. Funcţionarea acestor lasere în condiţii normale necesită şi verificarea periodică a energiei, pentru a se vedea dacă laserul mai este în parametri sau dacă necesită reparaţii sau recalibrare. Verificarea energiei sau puterii unui fascicol laser se face cu nişte echipamente speciale, care includ o parte de detecţie şi o parte de preluare şi procesare a semnalului până la convertirea acestuia în valori de energie sau putere după o curbă de calibrare imersată în memoria echipamentului. Rezultă că partea de detecţie este cea mai importantă, aceasta convertind energia sau puterea fascicolului laser în semnal electric. Una din modalităţile de detecţie uzuală este cea pe bază de efect piroelectric, adică prin generarea unui puls de curent sau tensiune atunci când variază temperatura elementului de detecţie activ, în cazul de faţă un capacitor din material feroelectric cu polarizare orientată perpendicular pe suprafeţele acoperite cu electrozi metalici.

Contractul de colaborare prevede deci ca INCDFM să realizeze elementul activ, respectiv capacitorul piroelectric, iar Apel Laser să dezvolte partea de amplificare şi procesare a semnalului. În perioada de aproape 2 ani trecută de la demararea contractului s-a reuşit producerea de capacitoare piroelectrice din mai multe materiale feroelectrice, selecţia materialului cu cel mai bun semnal piroelectric, dezvoltarea părţii electronice care include interfaţarea cu unitatea de calcul şi partea software de comandă, precum şi efectuarea primelor teste de măsurare, cuplând detectorul piroelectric furnizat de INCDFM cu partea electronică realizată de către Apel Laser. S-a constatat că detectorul răspunde foarte bine la fascicole laser în domeniul IR, fiind mai puţin sensibil înspre domeniul UV, deficiență ce urmează să fie remediată în ultimul an de contract, prin selecţia unui strat absorbant optim pentru spectrul vizibil şi UV. În figură 1a) este înfăţişată partea de detecţie piroelectrică realizată în INCDFM, iar în figură 1 b) este înfăţişat semnalul piroelectric afişat pe monitorul unui calculator atunci când detectorul piroelectric a fost expus la fascicolul de la o diodă laser cu lungimea de undă de 808 nm.

SC Apel Laser SRL - Dezvoltarea unei instalaţii hibrid pentru depunerea de filme subţiri prin combinarea tehnicii de pulverizare în radio-frecvențe cu magnetron şi depunere prin ablaţie în fascicol laser pulsat. O astfel de instalaţie ar permite depunerea de straturi subţiri dielectrice, feroelectrice, multiferoice, semiconductoare şi a contactelor metalice în acelaşi proces, fără a mai fi nevoie ca proba să fie scoasă pentru a fi mutată dintr-o instalaţie în alta. Se evită astfel contaminarea suprafeţei probei înainte de depunerea contactelor metalice, contaminare care poate afecta proprietăţile interfeţei cu electrodul. De la demararea contractului până în prezent au fost proiectate părţile componente ale instalaţiei hibrid şi au fost executate o parte din sub-ansamble, cum ar fi camera de depunere şi magnetroanele pentru pulverizare în radio-frecvență în prezenţa câmpului magnetic (figura 2a). De asemenea, a fost proiectat modulul de cuplare a fascicolului laser cu incinta de depunere, după cum se prezintă în figură 2b).