Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
PREGĂTIREA CADRELOR
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze		 Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english

CNAA / Teze / 2017 / mai /

Nanoarhitecturi bi- și tridimensionale în baza GaN pentru aplicații inginerești


Autor: Braniște Fiodor
Gradul:doctor în tehnică
Specialitatea: 05.27.01 - Electronica corpului solid, microelectronică, nanoelectronică
Anul:2017
Conducător ştiinţific: Ion Tighineanu
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Matematică şi Informatică
Instituţia: Universitatea Tehnică a Moldovei

Statut

Teza a fost susţinută pe 16 mai 2017 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 31 mai 2017

Autoreferat

Adobe PDF document – 1.25 Mb / în română

Teza

CZU 621.315.592

Adobe PDF document 9.55 Mb / în română
158 pagini

Cuvinte Cheie

Nanotehnologie, GaN, nanomembrane, cristale fotonice, memristor, senzori, celule endoteliale, ghidarea celulelor, încapsularea nanoparticulelor.

Adnotare

Structura tezei: Teza înaintată spre susținere a fost realizată la Universitatea Tehnică a Moldovei, Chișinău, 2017, este scrisă în limba română și constă din introducere, 4 capitole, concluzii generale și bibliografie (208 titluri), fiind expusă pe 132 pagini de text de bază (până la bibliografie), conținând 81 figuri și 2 tabele. Rezultatele obținute au fost publicate în 17 lucrări științifice, dintre care 8 articole în reviste internaționale, 2 articole în reviste naționale și 7 publicații la conferințe naționale și internaționale.

Domeniul de studiu: Nanotehnologii și nanomateriale noi multifuncționale.

Scopul: Elaborarea condițiilor tehnologice de creare a nano- și micro-arhitecturilor 2D și 3D în baza GaN pentru utilizare în domeniile electronicii, fotonicii, optoelectronicii și nanomedicinei.

Obiectivele lucrării: Identificarea condițiilor tehnologice de creare a nanomembranelor ultrasubțiri integral suspendate în baza GaN și elaborarea de dispozitive electronice, fotonice și senzorice. Identificarea condițiilor tehnologice de nanostructurare în volum a straturilor subțiri de GaN crescut MOCVD și a substraturilor de GaN crescute HVPE pentru crearea structurilor ordonate 3D. Evaluarea influenței nanoparticulelor în baza materialelor semiconductoare asupra celulelor vii. Identificarea gradului de toxicitate a nanoparticulelor în dependență de compoziția chimică, concentrație sau stare (liberă în lichid sau fixate pe suprafața unui substrat). Identificarea condițiilor tehnologice de obținere a nanoarhitecturilor în baza GaN distribuite spațial și stabile în mediile lichide pentru evitarea aglomerării acestora.

Noutatea și originalitatea: Au fost elaborate elemente de dispozitive electronice și fotonice în baza nanomembranelor de GaN obținute prin metoda litografiei cu sarcină de suprafață. În baza metodelor de nanostructurare electrochimică și fotoelectrochimică a fost propus un model de creștere a cristalului de GaN și de încorporare neomogenă a impurităților în timpul creșterii. În premieră a fost demonstrată biocompatibilitatea nanoparticulelor de GaN în raport cu celulele vii. Nanoparticulele de GaN au fost localizate în interiorul celulelor endoteliale și s-a demonstrat posibilitatea de mișcare dirijată a acestora la marcarea cu nanoparticule magnetice.

Problema științifică principală soluționată în lucrare constă în elaborarea condițiilor tehnologice de creare a nanomembranelor ultrasubțiri și a nanoparticulelor de GaN pentru utilizarea în aplicații practice. A fost soluționată problema fixării nanoparticulelor pe un substrat cu arhitectura spațială și a fost demonstrată biocompatibilitatea nanoparticulelor de GaN în raport cu celulele endoteliale.

Semnificația teoretică: În lucrare este prezentat un model de încorporare a impurităților în timpul procesului de creștere a substraturilor de GaN prin metoda HVPE, care este confirmat prin metode de nanostructurare umedă.

Valoarea aplicativă a lucrării: În lucrare sunt prezentate aplicații practice în baza nanomembranelor de GaN, cum ar fi memristorul, cristalele fotonice, precum și aplicațiile biomedicale. Creșterea directă a micro- şi nanocristalelor de GaN pe rețeaua spațială de aerografit este importantă pentru obținerea cantităților relativ mari de micro- şi nanoparticule separate. Încapsularea nanoparticulelor de către celulele endoteliale permite dezvoltarea aplicațiilor de mișcare dirijată și de influențare de la distanță asupra celulelor vii.

Implementarea rezultatelor științifice: În baza rezultatelor obținute a fost eliberat un brevet de invenție în Republica Moldova.

Cuprins


1. TEHNOLOGIA ȘI PROPRIETĂȚILE NANOARHITECTURILOR ÎN BAZA GaN
  • 1.1. Proprietățile fizico-chimice ale GaN
  • 1.2. Creşterea nitrurii de galiu prin metode epitaxiale
  • 1.3. Procesarea tehnologică a plachetelor de GaN cu utilizarea metodelor de decapare uscată în plasmă
  • 1.4. Procesarea tehnologică în electrolit (decaparea umedă)
  • 1.5. Structuri spaţiale în baza GaN
  • 1.6. Aplicaţiile GaN în domeniul optoelectronicii și fotonicii
  • 1.7. Aplicații biomedicale ale nanoparticulelor în baza materialelor semiconductoare
  • 1.8. Concluzii la capitolul 1

2. METODE ŞI DISPOZITIVE UTILIZATE LA FABRICAREA ŞI CARACTERIZAREA NANOARHITECTURILOR DE GaN
  • 2.1. Decaparea electrochimică și fotoelectrochimică a nitrurii de galiu
  • 2.2. Particularităţile metodei Litografiei cu Sarcină de Suprafaţă…
  • 2.3. Echipament SEM/TEM
  • 2.4. Spectroscopia Catodoluminescenței
  • 2.5. Echipament de caracterizare electrică şi optică la temperaturi joase
  • 2.6. Microscopia optică cu fluorescenţă utilizată la caracterizarea interacţiunii nanomaterialelor cu celulele vii
  • 2.7. Microscopia de forță atomică cu scanare a potențialului suprafeței probei
  • 2.8. Concluzii la capitolul 2

3. NANOARHITECTURI 2D ÎN BAZA GaN. MEMBRANE ULTRASUBŢIRI: OBŢINEREA, CARACTERIZAREA ȘI UTILIZAREA ÎN APLICAŢII ELECTRONICE, FOTONICE ŞI BIOMEDICALE
  • 3.1. Nanomembrane ultrasubţiri în baza GaN: morfologia, microscopia și spectroscopia catodoluminescenței
  • 3.2. Caracteristicile fotoelectrice ale membranelor ultrasubțiri din GaN.
  • 3.3. Memristor în baza membranelor ultrasubţiri de GaN
  • 3.4. Structuri fotonice bidimensionale în baza membranelor ultrasubțiri de GaN
  • 3.5. Aplicații bio-medicale ale nanomembranelor de GaN. Stimularea motilităţii tractului gastro-intestinal
  • 3.6. Concluzii la capitolul 3

4. NANOARHITECTURI TRIDIMENSIONALE ÎN BAZA GaN
  • 4.1. Nanoarhitecturi tridimensionale auto-organizate generate de către modularea spațială a dopării în GaN
  • 4.2. Structuri spaţiale pe baza micro-, nanocristalitelor de GaN crescute pe substrat din Aerografit
  • 4.3. Nanoarhitecturi în baza nanofirelor de Ga2O3/GaN:Ox/SnO2 ultrasensibile la lumina UV
  • 4.4. Interacţiunea celulelor endoteliale cu nanoparticulele în baza materialelor semiconductoare
  • 4.5. Ghidarea celulelor vii cu ajutorul nanostructurilor de GaN/ZnFe2O4 cu proprietăţi magnetice şi piezoelectrice
  • 4.6. Concluzii la capitolul 4

CONCLUZII GENERALE ȘI RECOMANDĂRI