Нано-мембранные сети и трубчатые структуры из GaN и TiO2 для применения в мемристивных системах и биомедицине
|
СтатусДиссертация была зашищена 18 января 2023Утверждена Национальным Советом 24 февраля 2023 Автореферат – 1.52 Mb / на румынском – 1.51 Mb / на английскомДиссертацияCZU 621.315.592
|
Ключевые слова
нанотехнологии, GaN, TiO2, нанотрубки, наномембраны, нанодвигатели, аэроматериалы, мемристор, сенсоры, взаимодействие c белками.Аннотация
Структура диссертации: Диссертация, представленная на защиту, написана в Техническом Университете Молдовы, Национальный центр исследований и испытаний материалов (CNSTM), Кишинев, 2022 г., написана на румынском языке и состоит из введения, 4 глав, общих выводов, рекомендаций и библиографии (278 наименований), содержит 146 страниц основного текста (до библиографии), 110 рисунков и 8 таблиц. Полученные результаты опубликованы в 23 научных статьях, из которых 9 статей в международных журналах, 2 статьи в национальных журналах и 12 публикаций на национальных и международных конференциях.
Область исследования: Нанотехнологии и новые мультифункциональные наноматериалы. Цель: разработка технологических условий получения низкоразмерных структур на основе GaN, TiO2 и Ga2O3 с уникальными свойствами и выявление возможности их пркатического применения в области электроники, экологии и медицины.
Задачи работы: Разработка нанотрубчатых структур на основе оксида титана и нитрида галлия и изучение возможности применения полученных структур в водных растворах в качестве микро- и нанодвигателей, управляемых внешним источником света. Фотокаталитическое исследование влияния нано-трубчатых структур TiO2 на разложение органических веществ.
Разработка и исследование мемристивных схем на основе ультратонких мембран из GaN, полученных методом литографии поверхностного заряда. Разработка технологических условий производства таких аэроматериалов как аэро-GaN и аэро-Ga2O3 и их физико-химическая характеризация различными методами. Изучение влияния наночастиц оксида цинка и нитрида галлия на цитотоксичность живых клеток при взаимодействия наночастиц с белками.
Новизна и оригинальность: разраотана технолгоия получения нанотрубок TiO2 с постепенным уменьшением внутреннего диаметра, что является ключевым аспектом для использования этих структур в качестве микро- или нанодвигателей, обладающих свойством Карго в случае пакетов состоящих из нескольких нанотрубок, а так же для увеличения эффективности разложения органических соединений. Разработаны трубчатые структуры из GaN с нанометровой толщиной стенок и сложной внутренней архитектурой, продемонстрирована возможность их примения в качестве микродвигателей. Был изучен мемристивный эффект в ультратонких мембранах GaN в различных конфигурациях, и был продемонстрирован процесс обучения или сброса памяти под внешним воздействием, идентичный процессу наблюдаемому в биологических синапсах. На основе нитрида галлия или оксида галлия были разработаны аэроматериалы, исследованы их физико-химические свойства и определены возможности их использования в качестве датчиков давления или материалов для защиты от высокочастотного излучения (ГГц и ТГц). Взаимодействие наночастиц GaN и ZnO с белками БСА было исследовано различными методами, а также изучено влияние цитотоксичности этих комплексов на живые клетки.
Основная научная задача, решенная в диссертации, заключается в: разработке технологии изготовления трубчатых структур из GaN и TiO2 рентабельными методами, разработка аэроматериалов GaN и Ga2O3 и их иследование для использования в таких областях, как медицина, защита окружающей среды или электроника.
Теоретическая значимость и прикладная ценность диссертации: в дисетрации показана возможность применения мембран GaN, микро- и нанотрубок GaN и TiO2, а также новых аэроматериалов разработанных на основе GaN и Ga2O3, в качестве мемристоров, микродвигателей или экранирующих материалов работающих в широком диапазоне частот. Разработана физическая модель прохождения тока ограниченного объемными зарядами, вызванными глубокими ловушками в материале, описывающая эффект самовосстановления в мембранах GaN. Для датчиков давления на основе аэро-GaN разработана физическая модель, которая включает пьезорезистивный эффект в материале и динамику связей между микротетраподами.
Официальные оппоненты
- Mihail Caraman
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Leonid Culiuc
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики - Eduard Monaico
доктор, доцент
Члены Ученого Совета
- Dumitru Ţiuleanu, председатель
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Sergiu Railean , секретарь
доктор, доцент - Emil Rusu,
доктор хабилитат, доцент, Институт Электронной Инженерии и Нанотехнологий имени Д. Гицу
Диссертации
