Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
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 al AŞM
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 document1.25 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