Nanostructuri pe bază de dimorfit artificial cu controlul raportului fazelor α / β pentru aplicații optoelectronice
Project Director: Dr. Alin VELEA
Proiect: 10PCBROMD din 01/09/2025 (PN-IV-PCB-RO-MD-2024-0442)
Contractant: Institutul Național de Cerctare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM)
Director de proiect: Dr. Alin Velea
Tip proiect: Program 5.8 - Cooperare Europeană și Internațională, Subprogramul 5.8.3 - Proiecte bilaterale complexe cu Republica Moldova
Data începerii: 01/09/2025
Data încheierii: 31/08/2027
Autoritate contractantă: UEFISCDI
Rezumatul proiectului:
În acest proiect se propune sinteza dimorfitului artificial (As₄S₃) care constă din fazele α și β și obținerea de filme subțiri, nanocompozite și structuri funcționale pe bază de dimorfit, studierea nanostructurii acestora și a influenței raportului fazelor α/β asupra proprietăților optice și fotoelectrice, cu accent pe controlul in-situ al acestui raport pentru identificarea condițiilor tehnologice optime de preparare. Un alt obiectiv este utilizarea blocurilor nanometrice de faze α/β ale dimorfitului ca incluziuni într-o rețea aleatorie de calcogenuri vitroase, creând astfel un tip de puncte cuantice ce ar trebui să îmbunătățească proprietățile fotoactive ale nanostructurilor funcționale și ale dispozitivelor optoelectronice elaborate. Aceste investigații sunt relevante și noi la nivel mondial. Rezultatele așteptate, din punct de vedere științific, constau în identificarea și controlul raportului fazelor α/β în filmele subțiri și structurile funcționale pe bază de dimorfit artificial, inclusiv în cele cu blocuri nanostructurate de faze α/β incluse într-o rețea vitroasă aleatorie destinată formării punctelor cuantice. Din punct de vedere aplicativ, acestea includ elaborarea de traductoare optice eficiente pe un spectru larg, inclusiv în regiunea UV puternică (bactericidă și mai intensă), și verificarea posibilității de creare a punctelor cuantice bazate pe fazele α/β ale dimorfitului pentru a obține structuri funcționale performante destinate aplicațiilor optoelectronice.
Coordonator: Institutul Național de Cerctare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor (INCDFM)
Dr. Alin Velea - Project Director, CS I
Dr. Florinel Sava - CS II
Dr. Iosif Daniel Simandan - CS III
Dr. Claudia Mihai - CS
Dr. Mihail Secu - CS I
Partener: Universitatea Tehnică a Moldovei (UTM)
Prof. Dr. Dumitru Țiuleanu - Responsabil partener, Profesor
Dr. Marina Ciobanu - Conferențiar universitar
Dr. Olga Mocreac - Lector universitar
Andrei Afanasiev - Doctorand
Rezultate obținute:
Anul 1 (septembrie 2025 - decembrie 2025)
Lansarea și coordonarea proiectului
Colaborarea bilaterală România-Moldova a fost inițiată cu succes:
- A fost organizată întâlnirea de lansare a proiectului între INCDFM (România) și UTM (Moldova)
- Au fost efectuate întâlniri online lunare de progres
- Vizitele de schimb de cercetători au fost planificate pentru februarie-martie 2026
Livrabile manageriale
Cadrul de management al proiectului a fost stabilit:
- Site-ul web al proiectului a fost lansat (bilingv româna/engleză)
- Planul de management al calității și riscului a fost elaborat
- Planul de management al datelor a fost pregătit (conform principiilor FAIR)
- Structura Planului de proprietate intelectuală este în curs de dezvoltare
Sinteza materialelor (UTM, Moldova)
Activități de sinteză la Universitatea Tehnică a Moldovei:
- Sinteza pulberii de dimorfit (As₄S₃) a fost finalizată
- Analiza compoziției fazelor este în curs de desfășurare
- Materialul este pregătit pentru transferul la INCDFM pentru depunerea de straturi subțiri
Impact cognitiv și socio-economic
Impact științific/cognitiv
Avansarea ingineriei fazelor de calcogenură:
- Dezvoltarea de metode pentru controlul raportului de fază α/β în straturi subțiri de dimorfit
- Investigarea relației dintre compoziția fazelor și proprietățile optoelectronice
- Crearea de structuri cuantice folosind cristalele moleculare de calcogenură
Contribuții la înțelegerea fundamentală:
- Studierea mecanismelor de tranziție de fază β → α
- Investigarea efectelor de confinare cuantică în cristalele moleculare de calcogenură
- Stabilirea relațiilor structură-proprietate pentru materiale pe bază de dimorfit
Colaborare internațională:
- Consolidarea cooperării științifice România-Moldova
- Transfer de cunoștințe între grupurile de cercetare INCDFM și UTM
- Formarea tinerilor cercetători prin vizite de schimb
Impact socio-economic
Relevanță tehnologică:
Fotodetectorii UV pe bază de dimorfit au aplicații potențiale în:
- Monitorizarea mediului (detectarea radiațiilor UV)
- Controlul proceselor industriale
- Diagnosticare medicală (monitorizarea sterilizării UV)
- Aplicații de securitate (detectarea flăcării)
Senzorii de vapori pe bază de dimorfit permit:
- Monitorizarea poluării mediului
- Siguranța industrială (detectarea gazelor toxice)
- Controlul calității alimentelor
- Analiza medicală a respirației
Sustenabilitate:
- Materialele calcogenice utilizează elemente relativ abundente
- Dispozitivele optoelectronice cu consum redus contribuie la eficiența energetică
- Colaborarea bilaterală promovează dezvoltarea științifică regională
Dr. Alin Velea - alin.velea@infim.ro
PROJECTS/ PROIECTE INTERNATIONALE
Copyright © 2026 National Institute of Materials Physics. All Rights Reserved