Investigarea prin spectro-microscopie de fotoelectroni a corelațiilor dintre chimia suprafețelor și peisajul polarizării suprafețelor


Project Director: Dr. Elena Laura Abramiuc

Sursa de Finanțare: bugetul de stat
Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI)
Contractor: INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE - DEZVOLTARE PENTRU FIZICA MATERIALELOR BUCUREȘTI RA

Cod proiect: PN-III-P1-1.1-PD-2019-0763

Număr contract: PD 9

Status: In desfasurare

Data începerii contractului: 04/08/2020

Data încheierii contractului: 01/08/2022

Rezumat

Scopul acestui proiect este de a studia prin spectroscopie de fotoelectroni cu rezoluție spațială cât mai ridicată posibil: (i) Stabilitatea suprafețelor feroelectrice sub flux de raze X și radiație UV pentru a testa abilitatea acestora de a fi utilizate în domeniul catalizei/fotocatalizei. (ii) Posibilitatea de a utiliza feroelectrici ieftini, fără Pb (BaTiO3). (iii) Testarea de reacții moleculare pe o suprafață feroelectrică ce prezintă diferite stări de polarizare. Reacțiile moleculare de interes vor fi: (a) oxidarea CO; (b) reducerea CO; (c) Reacțiile Fischer-Tropsch care implică monoxidul de carbon. Experimentele vor fi efectuate utilizând în proporție ≈50% instalațiile din cadrul Institutului Național de Fizica Materialelor (INFIM) din Măgurele și în proporție de ≈50% instlațiile cu radiație de sincrotron de la Elettra din Trieste, unde INFIM deține un cluster instalat pe o linie de fascicul și are alocat timp de lucru pentru cercetare „internă” și, de asemnea, pentru cercetare bazată pe propuneri. Tehnicile utilizate pentru atingerea obiectivelor propuse sunt: spectromicroscopia de fotoelectroni, spectroscopia de fotoelectroni de înaltă rezoluție, microscopia și spectroscopia electonică cu efect de tunelare, microscopia de fotoemisie prin scanare, difracția de electroni lenți, spectrometria de masă. Acest proiect are două obiective ambițioase: (i) validarea filmelor subțiri feroelectrice fără Pb pentru utilizarea lor în cataliză și fotocataliză pentru reacții bazate pe monoxid de carbon (oxidare, reducere și Fisher-Trosch); (ii) validarea și îmbunătățirea metodei de spectromicroscopie cu fotoelectroni pentru a analiza nu doar stăriile de polarizare la suprafață ci și dinamica spațial-temporală a reacțiilor la suprafețele feroelectrice.

Etapa 1. Studiul stabilității suprafețelor feroelectrice cu scopul de a le utiliza pe post de catalizatori. Activități: 1.1 Redactare propunere pentru timp de fascicul la SpectroMicroscopy și ESCA Microscopy (Elettra); 1.2 Creșterea de straturi epitaxiale feroelectrice (PZT,BTO/SRO/STO) prin metoda PLD și verificarea proprietăților fizico-chimice (AFM, PFM, SEM, HR-TEM, XRD); 1.3 Investigarea prin spectroscopie de fotoelectroni generați de raze X (Kratos Surface Analysis, Surface Science Cluster) înainte și după curățarea probelor.

Etapa 2. Testare reacții moleculare pe suprafețele feroelectrice cu diferite stări de polarizare. Activități: 2.1 Contaminarea controlată a suprafețelor feroelectrice cu molecule organice (acizi grași); 2.2 Investigarea activității fotocatalitice (sub influența radiației UV); 2.3 Reacții simultane de oxidare și reducere a CO pe suprafețe feroelectrice cu diferite stări de polarizare; 2.4 Reacții de tipul Fischer-Tropsch pe suprafețele feroelectrice; 2.5 Investigații spectroscopice și spectromicroscopice cu rezoluție temporala (XPS, STM, SPEM, SpectroMicroscopy).

Echipa de lucru:

Director de proiect: Dr. Elena Laura Abramiuc

Mentor: Dr. Cristian Mihail Teodorescu

O parte din rezultatele obținute în cadrul etapei 1 în urma sesiunii de măsurători la sincrotronul ELETTRA din Trieste pe linia SpectroMicroscopy au fost trimise la revista Applied Surface Science cu titlul “Nanoscopic correlations from curve fitting of photoelectron spectromicroscopy data cubes of lead zirconate titanate films”, fiind în curs de evaluare.

În cadrul etapei 2, o parte din rezultatele obtinuțe în urma sesiunii de măsurători pe intalația SMART Spectro-microscope (UE49-PGM-SMART) de la sincrotronul BESSY II au fost prezentate la conferința 13th International Conference on Physics of Advanced Materials (ICPAM-13). 

Contact

Dr. Elena Laura Abramiuc
Cercetator Stiintific Gradul IIII
E-mail: laura.stoflea@infim.ro

Laboratory of Nanoscale Condensed Matter (Group of Surface and Interface Science)


PROJECTS/ PROIECTE NATIONALE


Back to top

Copyright © 2022 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved