Medžiagų mokslo institutas

Mokslas

Mokslo pasiekimai ir poveikis

Institute kuriamos ir tiriamos mikroreljefinės, fotoplazmoninės struktūros, mikrostruktūros kietojo oksido mikro kuro elementams, superhidrofobiniai paviršiai, deimanto tipo anglies bei deimanto tipo nanokompozitinės dangos, kuriami nauji periodinių ir holografinių reljefinių struktūrų antrinimo metodai, formuojami nanokompozitai. Tyrimų rezultatai panaudoti kuriant mikro ir nano prietaisus bei struktūras, nemaža kryptingai vykdomų tyrimų rezultatų pritaikyti ir panaudoti instituto kuriamose dokumentų apsaugos priemonėse. Visi šie darbai aktualūs Lietuvos bei Europos Sąjungos pramonei.

Publikacijų reikšmingumas

Instituto mokslininkų vykdoma mokslinė veikla skirta mikro- ir nanostruktūrų, mikrosistemų, mikroelektromechanikos, optoelektronikos, nano- optikos, puslaidininkių įrenginių tyrimams ir su tuo susijusioms technologijoms kurti. Atliekami tyrimai yra daugiakrypčiai, tarpdisciplininiai, aktualūs šiuolaikinei visuomenės raidai. Moksliniai rezultatai viešinami tarptautinėse konferencijose, publikuojami prestižiniuose tarptautiniuose aukštus citavimo indeksus turinčiuose ir įrašytuose į Clarivate Analytics, Web of Science sąrašą žurnaluose. Mokslininkai yra įvairių mokslo leidinių redakcijos komisijose.

Reikšmingos publikacijos

Viktoras Grigaliūnas, Šarūnas Meškinis, Dalius Jucius, Algirdas Lazauskas, Mindaugas Andrulevičius, Asta Guobienė, Brigita Abakevičienė, Mindaugas Juodėnas, Rimantas Gudaitis, Vitoldas Kopustinskas, Andrius Vasiliauskas, Albinas Kasparaitis. Anti-fogging technique for protection of optical grating scales (2023). Optical Materials.
Sukurta kombinuota technologija, skirta ilgalaikei fotoelektriniuose keitikliuose naudojamų optinių limbų ir skalių apsaugai nuo rasojimo. Ši technika apjungia stiklo paviršiaus nanotekstūravimą CF₄/O₂ plazmoje ir SiO_x legiruotos deimanto tipo anglies plėvelės nusodinimą, po to ją paveikiant O₂ plazma. XPS analizė prieš ir po O₂ plazmos apdorojimo parodė, kad net ir trumpas O₂ plazmos poveikis sąlygoja oksiduoto silicio susiformavimą plėvelės paviršiuje. Paveikus O₂ plazma 180 s, anglies C-C smailės (sp² hibridizacija) intensyvumas padidėja nuo 15% iki 32%, o anglies C-C smailės (sp³ hibridizacija) intensyvumas sumažėja nuo 67% iki 45%. Tekstūruotų ir deimanto tipo anglies plėvelėmis padengtų optinių skalių paviršiaus superhidrofilinės savybės ir optinis pralaidumas išlieka po ilgalaikio sendinimo ir užtikrina fotoelektrinio keitiklio veikimą žemiau rasos taško temperatūros. Suformuotas superhidrofilinis paviršius garantuoja, kad žemiau rasos taško temperatūros paviršiuje susidaro vientisa vandens plėvelė, kuri tokiose sąlygose yra pakankamai skaidri ir užtikrina ilgalaikį fotoelektrinio keitiklio veikimą.UAB „Precizika Metrology“ atliktas eksperimentinis tyrimas parodė, kad nerasojantis paviršius reikšmingai nekeičia pirminių kodavimo įrenginių elektrinių parametrų – amplitudės, signalų fazės, nukrypimų nuo taisyklingos sinusinės formos.
Nadzeya Khinevich, Domantas Peckus, Asta Tamulevičienė, Gerda Klimaitė, Joel Henzie, Tomas Tamulevičius, Sigitas Tamulevičius. Size and crystallinity effect on the ultrafast optical response of chemically synthesized silver nanoparticles (2023). Journal of Materiomics
Šiame straipsnyje parodoma kaip skirtuminės sugerties spektrometrija (TAS) gali būti naudojama sidabro nanodalelių kristališkumui nustatyti. Žinoma, kad lokalizuotas paviršiaus plazmonų rezonansas relaksuoja vykstant keliems procesams tokiems kaip elektrono-elektrono sklaida, elektrono-fonono (e-f) sąveika ir fonono-fonono sklaida. Iš šių procesų, ko gero, įdomiausias yra e-f sąveika, nes šios sąveikos trukmė lemia efektyvų plazmoninių dalelių naudojimą – fotokatalizei aktuali ilga e-f sąveika, o terminiams efektams svarbi trumpa e-f sąveika. Siekiant nustatyti kristalinės struktūros įtaką e-f sąveikos trukmei, buvo tirti dviejų rūšių bandiniai: monokristaliniai sidabro nanokubai ir polikristalinės sidabro nanosferos (polikristališkumas didėjo didėjant jų dydžiui). Nanodalelių matmenys (nanosferų diametras ir nanokubų kraštinės ilgis) kito 30-60 nm ribose. Nustatyta, kad monokristaliniuose nanokubuose e-f sąveikos trukmė nepriklausė nuo kubo kraštinės ilgio, o polikristalinėse nanosferose e-f trukmė tiesiškai mažėjo didėjant jų diametrui. Galiausiai, mes parodėme, kad polikristalinėms Ag nanosferoms e-ph sąveikos laiko konstanta tiesiškai priklauso nuo (kristalito dydžio/linijinio Ag NP matmens)2, o monokristaliniai Ag nanokubai nerodo jokios aiškios priklausomybės nuo šio santykio. Šis faktas iliustruoja, kad e-ph sąveikos laiko konstantos gali būti naudojamas plazmoninių metalų nanodalelių kristališkumui ir kristalitų dydžiui įvertinti, kai žinomas nanodalelės dydis (paviršiaus plotas).
Domantas Peckus, Asta Tamulevičienė, Karine Mougin, Arnaud Spangenberg, Loic Vidal, Quentin Bauerlin, Marc Keller, Joel Henzie, Linas Puodžiukynas, Tomas Tamulevičius, Sigitas Tamulevičius. Shape influence on the ultrafast plasmonic properties of gold nanoparticles (2022). Optics Express.
Šiame straipsnyje parodoma kaip ultraspartus skirtuminės sugerties spektroskopas (TAS) gali būti panaudotas plazmoninių aukso nanodalelių dydžių, formų ir jų homogeniškumo tyrimams. Paprastai tam gan patikimai gali būti naudojamas skenuojantis elektroninis mikrokopas arba peršviečiantis elektroninis mikroskopas, tačiau šie matavimai yra palyginti lėti, naudojama įranga brangi, o tyrimai apima palyginti nedidelį kiekį nanodalelių. Paprastai, greitiems plazmoninių metalų nanodalelių tyrimams naudojami ultravioletinės – matomos šviesos (UV-VIS) nuostoviosios sugerties spektrų matavimai. Jie yra paprasti ir greiti, matavimo įranga turi didelį prieinamumą, todėl šie matavimai yra labai paplitę, bet šiuo metodu sunku patikimai išskirti įvairias nanodalelių formas. Savo tyrimų metu nustatėme, kad dinaminis TAS metodas gali padėti nustatyti nanodalelių dydį, formą ar kitos formos nanodalelių priemaišas daug patikimiau ir tiksliau, nei nuostoviųjų UV-VIS sugerties spektrų matavimai. Šie rezultatai gali būti naudingi plazmoninių metalų nanodalelių savybių tyrimams ir turėti didelės reikšmės medžiagotyrai. Šiam straipsniui buvo suteiktas Redaktoriaus pasirinkimo įvertinimas, taip yra įvardijami tik savo srityje reikšmingi ir puikios mokslinės kokybės straipsniai.
Agnė Šulčiūtė, Keita Nishimura, Evgeniia Gilshtein, Federico Cesano, Guido Viscardi, Albert G. Nasibulin, Yutaka Ohno, Simas Račkauskas. ZnO Nanostructures Application in Electrochemistry: Influence of Morphology (2021). The Journal of Physical Chemistry C.
Šiame straipsnyje anaziluojama kaip cinko oksido (ZnO) nanomedžiagų forma lemia jų elektrochemines savybes. Buvo palygintos skirtingos ZnO formos: tetrapodai, nanodalelės ir nanovielos. Nustatyta, kad ZnO tetrapodai, susintetinti mūsų laboratorijoje pasižymi geresnėmis elektrocheminėmis savybėmis nei komercinis ZnO (nanodalelės, nanovielos). ZnO tetrapodai pasižymi didžiausiu aktyviuoju paviršiumi (A= 0,095 cm2), bei mažiausio elektronų pernašos skaičiaus (DEp = 61,7 mV), kuris netgi yra artimas teorinei vertei. Dėka išsamiai išnagrinėtos ZnO nanostruktūros bei formos įtakos elektrocheminėms savybėms, šis tyrimas bus naudingas kuriant ateities biosensorius.
Mindaugas Juodėnas, Domantas Peckus, Tomas Tamulevičius, Yusuke Yamauchi, Sigitas Tamulevičius, and Joel Henzie, Effect of Ag Nanocube Optomechanical Modes on Plasmonic Surface Lattice Resonances (2020). ACS Photonics
Šiame straipsnyje nagrinėjama ultratrumpų šviesos impulsų sąveika su sidabro nanodalelėmis ir iš jų sudarytomis nanostruktūromis. Parodėme, kad trilijoninę sekundės dalį (1/1 000 000 000 000 s) trunkantys šviesos impulsai gali sužadinti mechaninius virpesius už žmogaus plauką tūkstantį kartų mažesnėse nanodalelėse. Kadangi sidabro nanomedžiagų spalva priklauso nuo jų dydžio, kuris virpant šiek tiek kinta, šiuos virpesius galima vizualizuoti dinaminiuose šviesos sugerties spektruose. Tirdami tvarkingus nanodalelių raštus užfiksavome šių ultrasparčių virpesių įtaką didesnio nuotolio reiškiniui – paviršiaus gardelės rezonansui (tvarkingai išdėliotų nanodalelių kolektyviniam optiniam atsakui), kuris yra itin jautrus jį kuriančių nanodalelių sklaidomos šviesos spalvai. Mūsų pastebėti dėsningumai leis kurti ultrasparčius aktyvios optikos elementus bei atvers galimybes atsirasti naujai nanolazerių kartai.
Domantas Peckus, Šarūnas Meškinis, Andrius Vasiliauskas, Erika Rajackaitė, Mindaugas Andrulevičius, Vitoldas Kopustinskas, Sigitas Tamulevičius, Structure and optical properties of diamond like carbon films containing aluminium and alumina (2020) Applied Surface Science
Šiame straipsnyje pademonstruotas vienas iš efektyviausių polimerinio anglies nitrido (dar kitaip žinomo kaip grafitinis angies nitridas) sintezės metodų, nagrinėtos šios medžiagos cheminės ir struktūrinės savybės. Taikant analitinius metodus parodyta, kad tokiu metodu sintezuota medžiaga pasižymi geresnėmis struktūrinėmis ir morfologinėmis savybėmis nei sintezuotos anksčiau naudotais metodais. Šiame darbe taip pat buvo patvirtintas realiausias polimerinio anglies nitrido didelės molekulės struktūros modelis. Buvo pademonstruota, kad iš šios sintezuotos medžiagos galima vakuuminio terminio garinimo būdu suformuoti amorfinius C3N sluoksnius, kurie gali būti plačiai panaudojami kuriant naujus optoelektorninius prietaisus.
Algirdas Lazauskas, Liutauras Marcinauskas, Mindaugas Andrulevičius, Modification of Graphene Oxide/V2O5• n H2O Nanocomposite Films via Direct Laser Irradiation (2020). ACS Applied Materials & Interfaces
Šiame straipsnyje nagrinėjama vanadžio pentoksido nanojuostų ir grafeno oksido kompozitinių plėvelių pokyčiai vykdant jų fototerminę modifikaciją. Plėvelės buvo modifikuojamos švitinant 405 nm šviesos bangos ilgio lazeriu pasirenkant įvairius veikimo režimus. Vanadžio pentoksido ir grafeno oksido nanokompozitinių plėvelių fizinių ir cheminių savybių pokyčiai buvo išsamiai apibūdinti atlikus rentgeno spindulių difrakcijos, rentgeno fotoelektronų spektroskopijos, Ramano sklaidos ir elektronų mikroskopijos tyrimus. Fototermiškai modifikuotos nanokompozitinės plėvelės pasižymėjo dideliu paviršiaus porėtumu (17,27 m2/g) ir padidintu elektriniu laidumu (nuo 1,6 iki 6,8 S/m). Tai ypač svarbu taikant šias medžiagas ličio jonų baterijose, superkondensatoriuose, lauko tranzistoriuose, jutikliuose.
Mindaugas Juodėnas, Tomas Tamulevičius, Joel Henzie, Donats Erts, and Sigitas Tamulevičius, Surface Lattice Resonances in Self-Assembled Arrays of Monodisperse Ag Cuboctahedra (2019). ACS Nano
Šiame straipsnyje nagrinėjamas naujas optinis reiškinys – paviršiaus gardelės rezonansas (tvarkingai išdėliotų nanodalelių kolektyvinis optinis atsakas), bei originalus jam reikalingų struktūrų gavimo būdas pasinaudojant nanodalelių saviranka kapiliarinėmis jėgomis. Pademonstravome, kad šis itin jautrus šviesos bangos ilgiui reiškinys gali būti išgaunamas ant specialiai pagamintų, raštuotų padėklų tam tikra tvarka išdėliojant tauriųjų metalų (aukso, sidabro) nanodaleles. Mūsų pasiūlytas metodas įgalina tokias nanostruktūras gaminti masiškai, kadangi išvengiama serijinio pavienių nanodalelių litografinio formavimo—mūsų atveju nanodalelės iš koloidinio tirpalo pačios susirenka į joms skirtas vietas. Tokios paviršiaus gardelės rezonansu pasižyminčios struktūros leidžia manipuliuoti šviesa ir lokaliai stiprinti elektrinį lauką, kas ypač svarbu kuriant itin jautrius biojutiklius ar nanolazerius.
Algirdas Lazauskas, Dalius Jucius, Valentinas Baltrušaitis, Rimantas Gudaitis, Igoris Prosyčevas, Brigita Abakevičienė, Asta Guobienė, Mindaugas Andrulevičius, Viktoras Grigaliūnas, Shape-Memory Asisted Scratch-Healing of Transparent Thiol-Ene Coatings (2019). Materials
Šiame straipsnyje pateikiami KTU Medžiagų mokslo institute sukurtos įbrėžimus užsigydančios polimerinės plėvelės UV spinduliuote sutinklintų formą įsimenančių tiolių-enų pagrindu tyrimo rezultatai. Pademonstruota, jog ši plėvelė ne tik reaguoja į temperatūros pokyčius, kaip į užsigydymo procesą sužadinantį išorinį stimulą, bet geba užsigydyti įbrėžimus ir įprastoje aplinkos temperatūroje. Itin svarbu, kad susintetintas polimeras yra lankstus ir optiškai skaidrus, ir gali būti panaudotas kuriant įvairius optoelektroninius prietaisus.

Mokslo tyrimų poveikis

KTU MMI yra sukaupęs pripažintą mokslo potencialą ir taikomųjų darbų patirtį, kurią sėkmingai panaudoja vykdydamas šalies ir užsienio ūkio, švietimo ir kultūros subjektų mokslinius ir taikomuosius užsakymus bei dalyvaudamas nacionaliniuose ir tarptautiniuose mokslo projektuose.

Patentai ir patentinės paraiškos

2021

EPO, USPTO, JPO patentų tarnybose įregistruotos patentinės paraiškos
1. Fabrication method of holographic security label : Japan patent application / inventors: V. Grigaliunas, S. Tamulevicius, M. Andrulevicius, T. Tamulevicius, E. Fataraite-Urboniene, P. Narmontas, T. Klinavicius, D. Jucius, M. Juodenas; applicant: Kaunas University of Technology. JP 2021170104 A. 2021-10-28. [Espacenet] [M.kr.: T 008] [Indėlis: 1,000]
2. Fabrication method of holographic security label : European patent application / inventors: V. Grigaliunas, S. Tamulevicius, M. Andrulevicius, T. Tamulevicius, E. Fataraite-Urboniene, P. Narmontas, T. Klinavicius, D. Jucius, M. Juodenas; applicant: Kaunas University of Technology. EP 3896529 A1. 2021-10-20. [Espacenet] [M.kr.: T 008] [Indėlis: 1,000]
3. Fabrication method of holographic security label : United States patent application / inventors: V. Grigaliunas, S. Tamulevicius, M. Andrulevicius, T. Tamulevicius, E. Fataraite-Urboniene, P. Narmontas, T. Klinavicius, D. Jucius, M. Juodenas; applicant: Kaunas University of Technology. US 2021318621 A1. 2021-10-14.

2022

EPO, USPTO, JPO patentų tarnybose įregistruoti patentai
1. Fabrication method of holographic security label / inventors: V. Grigaliunas, S. Tamulevicius, M. Andrulevicius, T. Tamulevicius, E. Fataraite-Urboniene, P. Narmontas, T. Klinavicius, D. Jucius, M. Juodenas; applicant: Kaunas university of technology. JP 7000647 B2. 2022-01-19.
EPO, USPTO, JPO patentų tarnybose įregistruotos patentinės paraiškos
1. An optical device with ordered scatterer arrays for secure identity and a method of producing the same : Japan patent application / inventors: T. Tamulevicius, M. Juodenas, A. Tamuleviciene, T. Klinavicius, S. Tamulevicius; applicant: Kaunas university of technology. JP 2022158738 A. 2022-10-17.
2. Optical device with ordered scatterer arrays for secure identity and a method of producing the same : United States patent application publication / inventors: T. Tamulevicius, M. Juodenas, A. Tamuleviciene, T. Klinavicius, S. Tamulevicius; assignee: Kaunas university of technology. US 2022314682 A1. 2022-10-06.
3. An optical device with ordered scatterer arrays for secure identity and a method of producing the same : European patent application / inventors: T. Tamulevicius, M. Juodenas, A. Tamuleviciene, T. Klinavicius, S. Tamulevicius; applicant: Kaunas university of technology. EP 4067102 A1. 2022-10-05.

Apgintos disertacijos ir jų reikšmingumas

2023 m.

Andrius Žutautas, daktaro disertacija „Didelio difrakcinio efektyvumo optiniam bangos ilgių diapazonui skirtų periodinių mikrostruktūrų modeliavimas ir realizacija“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Tomas Tamulevičius

2022 m.

Erika Rajackaitė, daktaro disertacija „Planarinio ir vertikalaus grafeno sluoksnių mikrobange plazma aktyvinamas cheminis nusodinimas iš garų fazės bei kokybės tyrimai“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Fariza Kalyk, daktaro disertacija „Nanostruktūrinės metalų oksidų priemaišomis legiruotos cerio oksido keramikos žematemperatūriams kietojo oksido kuro elementams“ (Technologijos mokslai), mokslinė vadovė doc. Brigita Abakevičienė

2021 m.

Mindaugas Juodėnas, daktaro disertacija „Suspenduotos ir surikiuotos Ag nanodalelės: saviranka ir rezonansai nanofotonikoje“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2020 m.

Aušrinė Jurkevičiūtė, daktaro disertacija „Nanokompozitinių deimanto tipo anglies plonų dangų su metalo nanodalelėmis lazerinis struktūrizavimas ir jų optinių bei struktūrinių savybių tyrimas“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Tomas Tamulevičius

2018 m.

Dainius Virganavičius, daktaro disertacija „Tvarkių dvimačių nanometrinių matmenų struktūrų formavimas ir tyrimai“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2017 m.

Jolita Sakaliūnienė, daktaro disertacija „Medžiagos ir mikrostruktūros kietojo oksido kuro mikroelementams“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2015 m.

Andrius Vasiliauskas, daktaro disertacija „Deimanto tipo anglies plėvelių ir jų nanokompozitų auginimas ir pjezovaržinių savybių tyrimas“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas dr. Šarūnas Meškinis

2014 m.

Algirdas Lazauskas, daktaro disertacija „Fizikiniais metodais nusodintų plonų chromo ir chromo kompozicinių plėvelių paviršiaus morfologija, kohezinės ir adhezinės savybės“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas dr. Viktoras Grigaliūnas

2012 m.

Asta Tamulevičienė, daktaro disertacija „Amorfinės anglies nanokompozitai optiniams taikymams“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Tomas Tamulevičius, daktaro disertacija „Periodinės mikrostruktūros lūžio rodiklio jutikliams ir optiniams difrakciniams elementams“ (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas dr. Mindaugas Andrulevičius

Gailius Vanagas, daktaro disertacija „Struktūrinių medžiagų savybių įtaka mikroelektromechaninių sistemų funkciniams parametrams“ (Technologijos mokslai) , mokslinis vadovas dr. Viktoras Grigaliūnas

Eitvydas Gruzdys, daktaro disertacija „Terminio purškimo metodais formuojamų apsauginių dangų sintezė ir tyrimas” (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas dr. Šarūnas Meškinis

2011 m.

Marius Mikolajūnas, daktaro disertacija „Membraninių silicio nitrido mikrodarinių formavimas ir tyrimas” (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas dr. Viktoras Grigaliūnas

2009 m.

Tomas Grinys, daktaro disertacija „YSZ-NiO-Ni keraminių dangų formavimas vakuuminiu plazminiu purškimu” (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Audrius Giedraitis, daktaro disertacija „Garinamo bario sugėriklio dangų augimo kinetika” (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Rimantas Gudaitis, daktaro disertacija „Jonų pluošteliu sintezuotų deimanto tipo anglies dangų elektrinių ir optinių savybių tyrimas” (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas dr. Šarūnas Meškinis

2008 m.

Renata Jarimavičiūtė-Žvalionienė, daktaro disertacija „Silicio optinių struktūrų formavimas elektrocheminio ėsdinimo būdu“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Brigita Abakevičienė, daktaro disertacija „Polimerų ir metalizuotų polimerų mechaninės savybės: metalo užauginimas ant polimerinio paviršiaus” (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2005 m.

Asta Guobienė, daktaro disertacija „Periodinių struktūrų polimeruose formavimas ir tyrimas“ (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2004 m.

R. Kriūkienė, daktaro disertacija „Temperatūros ir cheminės aplinkos įtaka termoporinių lydinių mikrostruktūrai bei metrologinėms charakteristikoms“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Judita Puišo, daktaro disertacija, „Nuosekliu jonų sluoksnių įgerties ir reakcijos metodu formuojamų švino sulfido plonųjų sluoksnių ant kristalinio silicio augimo kinetika ir savybės“ (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

2001 m.

Rytis Dargis, daktaro disertacija „Plazminio purškimo žemame vakuume parametrų įtaka formuojamų Ni-Al dangų elektrofizinėms charakteristikoms“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Arnoldas Užupis, daktaro disertacija „Indžio oksido legiruotu alavu, sluoksnių formuojamų magnetroniniu dulkinimu, terminis modifikavimas“ (Fiziniai mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

1993 m.

K.Babilius, daktaro disertacija „Titano nitrido, formuojamo elektros lanko išlydyje, tribologinės savybės“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

1990m.

J.Budinavičius, daktaro disertacija „Procesai metalo ir silicio sistemoje plonų plėvių technologijoje naudojant nusodinimą ir vienalaikį didelių energijų joninį švitinimą“ (Technologijos mokslai), mokslinis vadovas prof. Sigitas Tamulevičius

Technologinių sprendimų poveikis

Pripažintas Instituto specialistų mokslinis autoritetas Universitete, šalyje ir užsienyje. Tyrimų rezultatai aktualūs Lietuvos lazerių, elektronikos, mikrotechnologijų, mechatronikos, poligrafijos pramonės įmonėms, tokioms kaip Vilniaus Ventos puslaidininkiai, UAB “Precizika Metrology”, UAB “Technologija”, UAB „Teravil“, UAB “Sebra”, UAB “Lodvila”ir kt.. Jie naudojami kuriant naujus jutiklius, THz spinduliuotės emiterius, apsaugines dangas, nemaža kryptingai vykdomų tyrimų rezultatų pritaikyti ir panaudoti instituto kuriamose dokumentų apsaugos priemonėse.

2014 metais įsteigta pumpurinė įmonė UAB „Holtida“. Gauta saugiųjų dokumentų ir saugiųjų dokumentų blankų gamybos licencija. Pateikta patentinė paraiška Nr. 2015 051 Išradimo pavadinimas: KOMBINUOTAS HOLOGRAMINIS LIPDUKAS

2020 m. įkurtas startuolis UAB „Nanoversa”, siekiant komercializuoti per pastarąjį dešimtmetį Kauno technologijos universitete gautų nanofotonikos perspektyvinių tyrimų rezultatus. Jis skirtas nanofotonikos, difrakcinės optikos, nanolazerio ir kt. taikymo sritims plėsti.

2021 metais įkurta MB “Zinotech”, siūlanti neatspindinčias savaime išsivalančias / superhidrofobines dangas saulės elementams ar kitiems paviršiams. Mažoji bendrija įkurta siekiant komercializuoti Kauno technologijos universitete vykdomų projektų metu sukurtus produktus.

Kartu su įmone „Precizika Metrology“ 2011-2013 m. vykdytas bendras MITA aukštųjų technologijų plėtros programos projektas “Nanostruktūrinės deimanto tipo anglies dangos šiuolaikiniams optinės metrologijos komponentams (NanoDLC)” (vadovas S. Tamulevičius, vertė ~73 tūkst. Eurų). Projekto rezultatai panaudoti įmonėje kuriant skales precizinėms lazerinėms matavimo sistemoms. Nacionaliniame konkurse „Lietuvos metų gaminys 2015“ buvo apdovanotos aukščiausiu įvertinimu – aukso medaliu.

Renginiai ir jų poveikis

Tarptautinės konferencijos-mokyklos „Šiuolaikinės medžiagos ir technologijos” (Advanced materials and technologies) nuo 1998 m. iniciatorius ir pagrindinis organizatorius.

Renginys yra labai populiarus tarp doktorantų ir jaunųjų mokslininkų, dirbančių fizikos, chemijos ir medžiagų mokslo srityse. Ši konferencija, tai puiki proga jauniesiems mokslininkams bendrauti, išgirsti apie naujausius tyrimus fizikos, chemijos ir medžiagų mokslo srityse iš geriausių savo srities specialistų. Šis renginys – puiki mokykla, padedanti ugdyti bendruosius bei specialiuosius doktorantų gebėjimus, vystyti produktyvų tarptautinį bendradarbiavimą.

Institutas dalyvauja Europinės doktorantūros tinklo “Physics and Chemistry of Advanced Materials” veikloje (15 narių iš 5 Europos šalių).

Mokslo laureatai, apdovanojimai ir kt. pasiekimai

Laimėti konkursai ir apdovanojimai

Dr. Tomas Tamulevičius LMA jaunųjų mokslininkų fizinių, biomedicinos, technologijos ir žemės ūkio mokslo sričių stipendijoms gauti konkursas. Skirta 2013-2014 m. LMA jaunųjų mokslininkų stipendija.
Dr. Algirdas Lazauskas LMA jaunųjų mokslininkų fizinių, biomedicinos, technologijos ir žemės ūkio mokslo sričių stipendijoms gauti konkursas. Skirta 2015-2016 m. LMA jaunųjų mokslininkų stipendija.
Dokt. Jolita Sakaliūnienė. Specialus KTU prizas jaunųjų mokslininkų parodoje-konkurse „Technorama 2015“ už inovatyviausio darbo pristatymą (darbo pavadinimas: Kietojo oksido kuro mikroelemento link).
Dr. Tomas Tamulevičius LMA jaunųjų mokslininkų fizinių, biomedicinos, technologijos ir žemės ūkio mokslo sričių stipendijoms gauti konkursas. Skirta 2017-2018 m. LMA jaunųjų mokslininkų stipendija.
Instituto direktoriui Sigitui Tamulevičiui skirta Kauno mokslo premija 2017. Ši premija skiriama už ilgametę aktyvią ir reikšmingą mokslinę veiklą, aukščiausius mokslo pasiekimus ar novatoriškas mokslines idėjas ir jų įgyvendinimą Kaune.
Mokslo darbuotojui dr. Tomui Tamulevičiui Kazickų šeimos fondo premija už 2017 m.
2018 m. KTU aktyviausių jaunųjų mokslininkų konkurso Gamtos ar technologijos mokslų srityse nugalėtojas Medžiagų mokslo instituto mokslo darbuotojas dr. Tomas Tamulevičius.
2018 m. pabaigoje už bendrą su KTU Multimedijos inžinerijos katedros tyrėjais darbą instituto mokslininkų komanda buvo apdovanoti už sėkmingai įvykdytą tarpdisciplininį KTU MTEPI fondo finansuotą projektą „Hologramos difrakcinio vaizdo projekcijų algoritmo sukūrimas bei realizavimas išmaniesiems įtaisams (HoloApp)” ir jo metu pasiektus rezultatus.
KTU Medžiagų mokslo institute studento Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto magistranto Tomo Klinavičiaus atliktas tiriamasis darbas “Optinių apsaugos nuo padirbinėjimo ženklų difrakcinio vaizdo sintezavimo algoritmo sudarymas ir testavimas” (vadovas Vyriausiasis mokslo darbuotojas, Prof. Dr. Tomas Tamulevičius) LMA Matematikos, fizikos ir chemijos mokslų skyriuje buvo apdovanotas LMA premija 2018 m. aukštųjų mokyklų studentų mokslinių darbų konkurse.
2019 m. vykusioje inovacijų parodoje “Technorama” dalyvavo Medžiagų mokslo instituto tyrėjai Rasa Mardosaitė, Agnė Šulčiūtė, Mindaugas Ilickas ir Simas Račkauskas bei pristatė savo darbą „Piešiami jutikliai ir saulės elementų dangos iš daugiafunkcinių ZnO nanomedžiagų“ už kurį buvo apdovanoti 500 eurų prizu nuo Practica Capital kompanijos.
2019 m. KTU aktyviausių jaunųjų mokslininkų konkurso Gamtos ar technologijos mokslų srityse nugalėtojas Medžiagų mokslo instituto vyresnysis mokslo darbuotojas dr. Algirdas Lazauskas.
Instituto mokslininkų komanda buvo apdovanota už sėkmingą Universiteto bendradarbiavimo vystymą su išorės partneriais aukštųjų technologijų srityje 2019 metais.
Dr. Astai Tamulevičienei skirta 2019-2020 m. Lietuvos mokslų akademijos jaunųjų mokslininkų stipendija fizinių, biomedicinos, žemės ūkio ir technologijos mokslų srityse už darbą “Sidabro nanodarinių sintezė, jų modifikavimas ir taikymas paviršiuje stiprinamos Ramano sklaidos jutikliams”.
2019 m. Lietuvos mokslo premija technologijos mokslų srityje skirta Rimantui Gudaičiui, Šarūnui Meškiniui, Sigitui Tamulevičiui, Tomui Tamulevičiui už darbų ciklą „Mikro- / nanostruktūros ir nanomedžiagos jutikliams, fotonikai ir energijos generavimui (2004–2018)“. Pateikė Kauno technologijos universitetas.
2021 m. doktorantui Mindaugui Ilickui įteikta Lietuvos Respublikos prezidento Kazio Griniaus (gyvybės mokslų, sveikatos mokslų, veterinarijos mokslų, žemės ūkio mokslų, sporto studijų mokslų krypčių grupių) stipendija, 2021-2022 mokslo metams.
2022 m doktorantui Mindaugui Ilickui paskirta Kazickų šeimos fondo stipendija.

Informacijos apie instituto mokslinę veiklą visuotinėse informavimo priemonėse sklaida

Interviu, laidos

Tyrimų kryptys

Horizontas projektų prioritetinės kryptys

Pažangus mokslas. Siekiama dalyvauti konkursuose Europos mokslinių tyrimų tarybos stipendijoms geriausiems mokslininkams ir stipendijoms jauniems mokslininkams laimėti.

Pramonės pirmavimas. Mokslo projektai ES pramonės pirmavimui tokiose srityse, kaip IRT, nanotechnologijos, pažangi gamyba, robotika, biotechnologijos ir kosmoso pramonė.

Visuomenės uždaviniai. Novatoriškų projektų įgyvendinimas, kuriais būtų siekiama spręsti septynis programoje „Horizontas 2020“ iškeltus visuomenės uždavinius, susijusius su sveikatos apsauga, žemės ūkiu, jūrų ekonomika ir bioekonomika, energetika, transportu, klimato politika, aplinka, efektyviu išteklių naudojimu, žaliavomis, visuomenės sąmoningumu, saugumu.

Prioritetinės mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros kryptys

Naujos medžiagos aukštosioms technologijoms.

Technologijos darniam vystymuisi ir energetika.

Diagnostinės ir matavimo technologijos.

Atliekami moksliniai tyrimai, skirti:

nanotechnologijoms kurti;
Lietuvos tarptautiniam konkurencingumui didinti (mechatronikos, lazerinių ir kitų aukštųjų technologijų kūrimas);
informacinėms ir komunikacinėms technologijoms bei bioinformatikai ir biotechnologijai, sveikatos apsaugai ir maistui.

Mokslo infrastruktūra ir paslaugos

Švarusis kambarys

Informacija

Pradedant nuo 2019 m., Instituto infrastruktūra yra „EuroNanoLab“ tinklo dalis, kuris vienija 44 švariųjų kambarių iš 14 šalių mokslinių tyrimų infrastruktūras, teikiančias pasaulinio lygio nanotechnologijų paslaugas ir ekspertizę tiriamiesiems darbams, kuriuos atlieka akademiniai ar pramonės vartotojai. „EuroNanoLab“ tinkle taikomos atviros prieigos taisyklės ir jo paslaugomis gali naudotis visi išorės vartotojai.

Litografija

	Elektroninės nanolitografijos, elektroninės mikroskopijos ir paviršiaus analizės sistema e-LiNE plus (Raith, Vokietija). Skirta nanolitografijai ir nanostruktūrų formavimui bei medžiagų paviršiaus ir sudėties tyrimams. elektronų pluoštelio energija keičiama intervale nuo 20 V iki 30 kV 1 nm pozicionavimo tikslumas 100×100 mm lauke apvalaus bandinio skersmuo iki 100 mm (4“), stačiakampio bandinio dydis iki 102×102 mm skenuojantis elektroninis mikroskopas su “in-lens” ir Everhart-Thornley tipo detektoriais, didinimas iki x1.000.000 energijos dispersijos spektrometras Bruker QUANTAX 200 su 5 kartos silicio detektoriumi, energijos skyra <129eV, detektuoja elementus nuo Be (Z=4) iki Am (95)
	Sutapdinimo ir eksponavimo įrenginys OAI Model 204. Precizinis tapdinimas su fotokauke, plonų fotorezisto sluoksnių eksponavimas ultravioletiniais spinduliais. Tinka apvaliems padėklams, kurių skersmuo 50, 76, 102 mm ir nestandartiniams bandiniams, ne mažesniems, kaip 5×5 mm padėklo storis iki 1 mm fotokaukės storis iki 4,8 mm atstumas tarp padėklo ir fotokaukės reguliuojamas iki 50 µm ultravioletinės šviesos bangos ilgio diapazonai: UV400: 350-450 nm; UV300: 280-350 nm; UV250: 240-260 nm (gilus ultravioletinis spinduliavimas) UV nanoįspaudimo litografijos priedas dvipusio tapdinimo infraraudonaisiais spinduliais priedas eksponavimo šaltinio galia 500 W apšvietimo vienodumo nuokrypis ne didesnis, kaip 3% skiriamoji geba ne blogesnė, kaip 0,5 µm minkštas vakuuminis kontaktas kietas kontaktas (su pneumatiniu slėgiu) tapdinimo tikslumas ne blogesnis, kaip 0,5 µm
	Centrifuga SPS POLOS MCD200 NPP ir kaitlentė SPS POLOS Hotplate200S yra prietaisas skirtas plonų sluoksnių formavimui ant padėklų, kurių diametras siekia iki Ø 260mm. Ji pagaminta iš polipropileno NPP bei turi permatomą dangtį su skyle centre cheminių medžiagų lašinimui ant padėklo. Centrifūga turi nesudėtingą valdymo sąsają, kuria galima programuoti sukimosi laiką (1-999 s), greitį (1-10000 rpm) ir pagreitį (1-5000 rpm). Taip pat šis prietaisas turi saugumo užraktą, neleidžiantį pradėti proceso, kol dangtis neuždarytas. Yra galimybė pakeisti padėklų laikiklį į pritaikytą mažų gabaritų bandiniams.

Sausas ėsdinimas

Indukcine plazma aktyvuoto giliojo reaktyviojo joninio ėsdinimo įrenginys Plasma-Therm Apex SLR ICP Gilusis reaktyvusis joninis ėsdinimas, skirtas tūrinio mikroformavimo procesams ir nanodarinių formavimui. Tolygaus ėsdinimo srities skersmuo 15 cm.

Plonų sluoksnių nusodinimas

Vakuuminio garinimo įrenginys A7000E Skirtas metalinių ir dielektrinių dangų formavimui. Formuojamų dangų storis kontroliuojamas mikroprocesoriumi ir kvarciniu storio matuokliu. Įrenginio parametrai: Vakuumas kameroje: 10^-4 – 10^-5 Pa Dvi 6 kW galingumo elektronų patrankos su keturių padėčių persukamais tigliais Padėklų temperatūra: 20 – 400 °C.

Šlapieji darbai

Šlapias darbastalis bazėms ir rūgštims yra specializuota darbo vieta, skirta darbui su agresyviomis medžiagomis švariajame kambaryje. Jis pagamintas iš korozijai atsparių medžiagų, todėl užtikrina saugią ir švarią aplinką darbui su itin tiksliais procesais.

Šlapias darbastalis tirpikliams yra specializuota darbo vieta, skirta darbui su įprastomis medžiagomis (tirpikliai, ryškalai ir pan.) švariajame kambaryje. Jis pagamintas iš nerūdijančio plieno ir užtikrina saugią ir švarią aplinką darbui su itin tiksliais procesais. Šiame darbastalyje taip pat įmontuota ultragarsinė vonelė.

Mikroskopija

Skenuojančio zondo mikroskopijos sistema NanoWizard®3 NanoScience su reikiamais priedais (JPK instruments AG, Vokietija). Skirta paviršių topografijos matavimams bei mechaninių, elektrinių ir magnetinių savybių nustatymui ore ir skysčiuose. Tinkama kietų kūnų, polimerų, biologinių bandinių ir molekulių charakterizavimui, nanomanipuliacijai bei nanolitografijai. Darbo režimai: kontaktinis, trūkaus kontakto, bekontaktis; Lateralinių jėgų mikroskopija; Fazinio vaizdo registravimas; Jėgos moduliacijos jėgos pasiskirstymo (jėgos žemėlapio); Kiekybinis vaizdinimas: paviršiaus atvaizdai jėgos kreivių pagrindu; Magnetinių jėgų mikroskopija; Jėgos-atstumo spektroskopija; jėgos-atstumo tūrinio vaizdinimo režimas; Nanolitografija ir Nanomanipuliacija; Laidumo mikroskopija su I/V kreivių registravimu; Kelvino zondo mikroskopija (KPM); talpuminė mikroskopija. Skenavimo laukas 100×100 µm; aukštis iki 15 µm Iki 100 mm diametro ir 50 mm aukščio bandiniai.

Optinis mikroskopas Nikon Eclipse LV150N yra aukštos skyros vaizdinimo įrankis skirtas prietaisų ir procesų stebėjimui ir vertinimui. Jame įmontuoti 5x, 20x, 50x ir 100x Plan Fluor objektyvai, padedantys išgauti ryškias ir detalias optines mikrografijas. Mikroskope taip pat sumontuota tamsaus lauko apšvietimo funkcija bei šviesos poliarizatoriai.

Analitinė įranga

Mišiniai, fazės, struktūros

Rentgeno spindulių difraktometras „D8 Discover” (Bruker AXS, Vokietija, 2014) leidžia atlikti plonų dangų, epitaksinių sluoksnių, daugiasluoksnių darinių, sintezuotų medžiagų ar nanomiltelių formoje, kristalinės struktūros analizę. Šiuo difraktometru, taip pat galima nustatyti kristalinių ir amorfinių plėvelių storį, atlikti polikristalinių medžiagų tekstūros bei plonų dangų liekamųjų įtempių analizę. Specifikacija: 2,2 kW rentgeno spindulių vamzdis su Cu anodu; lygiagrečių spindulių pluoštelio/Bragg-Brentano geometrija; 2xGe(022) kristalų monochromatorius; Giobelio veidrodis (didelio tikslumo daugiasluoksnių kristalų monochromatorius tiesioginei Cu Kα spinduliuotei), rotorinis absorberis, taškinis scintiliacinis detektorius; 1D LynxEye detektorius, naudojantis silicio kompozicinių juostelių technologiją; lazerinė kalibravimo optika; Eulerinis (X, Y, Z, PSI, PHI) bandinių laikiklis; CHI ir XI automatizuotas pozicionavimo stalelis; reflektometrijos priedas; motorizuoto plyšio priedas; „PATHFINDER“ optika (motorizuotas perjungimas tarp aukštos skiriamosios gebos ir didelio intensyvumo rentgeno spindulių kelio). Duomenų apdorojimui ir interpretavimui naudojama „DIFFRAC.SUITE“ (Bruker AXS) paketo programinė įranga „EVA“, „LEPTOS“, „TOPAS“ ir „MULTEX“. Reikalavimai bandiniams: ≥ 100 mg miltelių arba ≥ 10 mm × 10 mm pagrindas; dangos storis 5 – 1000 nm.

Furje transformacijos infraraudonosios srities spektrometras VERTEX 70 (Bruker, Vokietija, 2011). Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektrometras, spektrų registravimo sritis 400-4000cm^-1, skiriamoji geba – 1 cm^-1. Matavimo modos – pralaidumas, 30 laipsnių atspindys, difuzinis atspindys, visiškas vidaus atspindys (ATR).

Ultravioletinės, regimosios ir artimosios infraraudonųjų spindulių srities šviesolaidinis spektrometras AvaSpec-2048. Spektrometras sukurtas AvaBench-75 simetrinės Czerny-Turner konstrukcijos pagrindu su 2048 pikselių susietųjų krūvių detektorių gardele. Jis skirtas ultravioletinės, regimosios ir artimosios infraraudonųjų spindulių srities šviesos intensyvumui matuoti. AvaSpec-2048 ypač tinka tuomet, kai yra mažas apšviestumas ar reikalinga didelė skiriamoji geba. Šiuo spektrometru galima atlikti matavimus 172-1100 nm diapazone. Skiriamoji geba – 1,4 nm.

Ramano sklaidos spektrometras inVia (Renishaw, Didžioji Britanija, 2013).Įrangos kompleksas skirtas Raman sklaidos spektrų registravimui su konfokaline mikro- Raman optine sistema bei liuminescencijos matavimams. Naudojama plonų sluoksnių, miltelių ir vandeninių tirpalų tyrimui. Be informacijos apie medžiagos struktūrą, Raman spektroskopija gali būti naudojama įtempių kai kurių tipų plonuose sluoksniuose įvertinimui. 532 nm bangos ilgio, 45 mW galios puslaidininkinis žadinantis lazeris, 2400 linijų/mm gardelė, termoelektriškai šaldoma 1024 taškų CCD, Stokso linijų matavimo diapazonas nuo 100 cm^-1 iki 8000 cm^-1, skiriamoji geba – geriau nei 1 cm^-1. Konfokalinis Leica mikroskopas su 3 objektyvais x20, x50 ir x100. Pateikta 8000 spektrų biblioteka.

Cheminė sudėtis

Rentgeno fotoelektronų ir atspindėtų jonų spektroskopijos sistema, ESCALAB 250 (Thermo Fisher, 2013). Paviršiaus tyrimas taikant: Rentgeno fotoelektronų spektroskopija (XPS); jonų sklaidos spektroskopija (ISS); atspindėtų elektronų prarastos energijos spektroskopija (REELS); UV fotoelektronų spindulių spektroskopija (UPS). Monochromatinis Rentgeno spindulių šaltinis: Al anodas, Ar jonų šaltinis jonų sklaidos spektroskopijai, atspindėtų elektronų prarastos energijos spektroskopija; ne blogesnė kaip 0.45 eV skiriamoji geba matuojant Ag 3d5/2 ties pusės energijos maksimumo (FWHM); atvaizdavimo skiriamoji geba ne blogiau kaip ≤ 3 µm; dvigubas krūvio neutralizavimas; UV spindulių fotoelektronų spektroskopijos sistema; bandinio kaitinimas iki 1000 K ir aušinimas iki 77 K; bandinių transportavimas vakuume, vakuumas ne mažiau 5*10^-10 Torr.

Bruker firmos rentgeno spindulių energijos dispersijos spektrometras XFlash 4030. Spektrometras leidžia kiekybiškai ir kokybiškai įvertinti bandinio sudėtį detektuojant cheminius elementus nuo Boro (5) iki Americio (95) pasirinktame taške (1 mm³ tūryje) arba bandinio plote nustatyti paviršiaus atskirų cheminių elementų pasiskirstymo žemėlapį. Modernus 30 cm² ploto Peltje elementais šaldomas rentgeno spindulių silicio slinkties spektrometro detektorius užtikrina 133 eV (ties Mn Ka linija) energijos skiriamąja gebą esant dideliam rentgeno fotonų detektavimo greičiui (100.000 impulsų per sekundę).

Prietaisų, sandūrų ir medžiagų elektrinės, mechaninės ir terminės savybės

Pikoampermetras KEITHLEY 6487. Voltamperinių charakteristikų matavimas, elektroninių, mikroelektroninių ir optoelektroninių prietaisų elektrinių charakteristikų tyrimas. Įtampa +/- 500V, srovė 100 fA – 20 mA

Paviršiaus šiurkštumo matuoklis TR200. Skirtas paviršiaus šiurkštumo matavimui. Matavimo ribos:

Ra: 0.03μm~6.3μm/1μ~250μ.
Rz: 0.2μm~50.0μm/8μ~999μ.
Ry/R max: 0.2μm~25μm/8μ~999μ.

Skiramoji geba 0.01μm/1μ.
Matavimo atkarpa 0.8mm/0.30”; ANSI 2RC Filter

	Dinaminio mikrokietumo matavimo sistema su pagrindu HM 2000S. Plonų sluoksnių ir dangų mikromechaninių savybių tyrimas Galimos apkrovos matavimo metuo 0.1 – 2000 mN
	Impendanso analizatorius ALPHA-AK ir jo priedai; Aukštatemperatūrinė vertikali krosnis TF/IC-1000, 10427 (NorECs). Skirtas dielektrinių medžiagų, plonų plėvelių elektrinių savybių tyrimui, kuro elementų komponentų testavimui įvairiose temperatūrose. Dažnis nuo 3 µHz iki 3 MHz. 2-3 elektrodų sistema. Fazė: 0,001°. Bandinių diametras 16 mm. Dvi “in-plane” ir “through-plane” matavimo konfigūracijos. Maksimali kaitinimo temperatūra iki 1200 °C (tikslumas 0,1 °C).
	Saulės spektro simuliatorius SF150B (Sciencetech Inc. (SCI), Kanada). Šviesos šaltinis, imituojantis saulės spektrą bandinių fotovoltinių charakteristikų matavimuose. Apšvietimo galia 1 Sun AM1.5G Klasė A Apšvietimo netolygumas spindulyje <2% Bandinio spindulio skersmuo 25 mm.
	Vilgumo kampo matuoklis Kruss, Drop Shape Analysis System DSA25. Matavimo ribos 1-180º, paviršiaus įtempimas 0,01-1000 mN/m, matavimo tikslumas 0,1º; 0,01 nM/m. Bandinio dydis 320x∞x165 mm (ilgis x plotis x aukštis).
	Druskos purškimo korozijos testo kamera 60A Druskos purškimo korozijos testo kamera yra naudojama patikrinti įvairių medžiagų paviršiaus atsparumą korozijai. Kameros tūris 108 L, maksimalus druskos tirpalo tūris 15 L, kameros matmenys 107 × 60 × 118 cm, druskos purškimo kiekis 1.0~2.0ml / 80cm² / val. Įranga skirta testuoti įvairių medžiagų atsparumą korozijai.
	Keturių zondų matavimo sistema Įtampos ruožas nuo 100 μV iki 10 V, srovės ruožas nuo 1 μA iki 200 mA, specifinės paviršinės varžos ruožas nuo 100 mΩ/□ iki 10 MΩ/□, tarpai tarp zondų 1,27 mm, maksimalus bandinio dydis 60 × 60 mm, maksimalus bandinio storis 10 mm, programinė įranga Ossila Sheet Resistance Lite. Įranga skirta specifinės paviršinės varžos ir elektrinio laidumo matavimui.
	Indukcinis kaitintuvas metalų lydymui A523 Maksimali temperatūra 1400 ºC, grafitinio tiglio matmenys (D_vidinis × H): 3,5 × 8 cm.
	Vakuuminė džiovinimo krosnis Vacucenter VC50 Vidinis tūris 50 L, maksimalus bandinių (medžiagos) svoris kameroje 20 kg, temperatūros ruožas ≥ 5 – 200 ⁰C, įkaitimo laikas iki 150 ⁰C – 106 min, vakuumas (absoliutus) < 6 × 10^-1 mbar. Įranga skirta bandinių (medžiagos) džiovinimui ar laikymui specifinėmis sąlygomis.
	Rotacinis garintuvas RE100-Pro Tiriamosiose laboratorijose bei chemijos pramonėje rotaciniai garintuvai naudojami efektyviam tirpiklių išgarinimui ir regeneravimui švelniomis sąlygomis. Aukštas šių garintuvų našumas išgaunamas žemo slėgio ir kolbos sukimo dėka. Kolbos sukimasis dirbtinai padidina garuojančio skysčio paviršiaus plotą ir nuslopina kunkuliavimą, tuo tarpu žemas slėgis ženkliai sumažina skysčio virimo temperatūrą. Rotaciniame garintuve įdiegta automatinė kėlimo sistema bei skaitmeniniai proceso valdikliai. Greitis reguliuojamas nuo 20 iki 280 rpm, 5 L vandens – aliejaus kaitinimo vonelė, maksimali kaitinimo temperatūra 180 ºC, temperatūra valdoma ± 1ºC tikslumu, LCD ekranas rodo kaitinimo temperatūrą, sukimosi greitį ir laikmatį, patentuotas šaldiklis su 1500 cm² šaldymo paviršiumi sukuria ypač greitą šaldymo efektą. Įranga skirta tirpiklių išgarinimui ir regeneravimui
	Infraraudonųjų spindulių termometras UT302D+ Temperatūros matavimo ruožas 32 – 1100 °C, tikslumas 1,5 %,matavimų atsikartojamumas 0.7 °C, D:S santykis 20:1, atsako laikas 250 ms, reguliuojama emisija 0.1~1.0, spektrinis atsakas 8 – 14 μm, lazerio galia < 1 mW. Įranga skirta temperatūros matavimui.
	Skaitmeninis kietumo matuoklis Shore D Durometer Matavimo ruožas 0 – 100 HD, padalos vertė 0.5 HD, tikslumas ± 2 HD, indentavimo gylis 0 – 2,5 mm, max. spaudimo jėga 5 kg, indenterio tipas D (smailus kūgio taškas, 30⁰). Įranga skirta medžiagos kietumo nustatymui.
	Dangos storio matuoklis DT-156 Du matavimo rėžimai: magnetinės indukcijos ir sūkurinių srovių principas, matavimo ruožas 0 – 1250 μm, tikslumas ± 3 % + 1 μm, skiriamoji geba 0,1 μm. Įranga skirta dangos ar plėvelės storio nustatymui.

Mikroskopija

Skenuojantis elektroninis mikroskopas FEI Quanta 200 FEG su Rentgeno spindulių energijos dispersijos spektrometru Bruker XFlash 4030. Skenuojantis elektroninis mikroskopas Quanta 200 FEG, yra vienas iš pagrindinių nano technologijų įrankių, t.y. nano struktūrų ir nano prietaisų, paviršiaus vaizdinimo priemonė. Jame naudojamas modernus lauko emisijos elektronų šaltinis leidžiantis dirbti kontroliuojamo slėgio vandens garų atmosferoje, todėl šiuo mikroskopu galima tirti elektriškai nelaidžius objektus su aukšta 1,2 nm skiriamąja geba (skiriamoji geba – minimalus registruojamas matmuo). Skiriamoji geba aukštame vakuume iki 1.2 nm (30 kV, SE), iki 2.5 nm 30 kV (BSE), 3 nm (1 kV, SE). Trys darbiniai vakuumo režimai: Aukštas vakuumas (<6e-4 Pa) žemas vakuumas (10-130 Pa), dar žemesnis vakuumas (10-4000 Pa) Galima tirti laidžius ir nelaidžius mėginius.

Optinis mikroskopas su fluorescencijos priedu OPTIKA. Įvairių medžiagų paviršiaus tyrimas ir mikrometriniai matavimai, fluorescencijos tyrimai. Plataus lauko okuliarai su mikrometrine skale, skaitmeninė vaizdo kamera, fluorescencijos priedas Didinimas x1500 Bandiniai iki 100 mm skersmens ir 50 mm aukščio.

Optinis analizatorius Nikon S. Optinis analizatorius Nikon (modelis S) naudojamas optiškai skaidrių struktūrų dydžio matavimams automatiniu režimu (matavimo neapibrėžtis 0.1+L/500 µm, čia L – matuojamos struktūros ilgis). Optinio analizatoriaus didinimas – 1200. 800 kartų didinantis optinis analizatorius – komparatorius Nikon (modelis N2) naudojamas struktūrų dydžio matavimams pralaidumo arba atspindžio režimu. Šis analizatorius – komparatorius ypatingai naudingas matuojant plokštuminės topologijos žingsnio paklaidą. Analizatorių taikymo sritys: foto kaukės kontrolė, žingsnio paklaida, puslaidininkio lustų kontrolė.

Optinės savybės

Spektroskopinis elipsometras GES-5 (Semilab). Prietaisas tinkamas ir skirtas Plonų, izotropiškų ir anizotropiškų, skaidrių ir neskaidrių sluoksnių ant izotropiškų ir anizotropiškų, skaidrių ir neskaidrių pagrindų, optinių konstantų (k(λ), n(λ)) ir storio matavimai; periodinių struktūrų linijinių matmenų nustatymas (skaterometrija, angl. scatterometry); absorbcijos kinetikos tirpaluose matavimai. Spektroskopinis elipsometras perdengiantis UV-VIS-NIR spektrį diapazoną. Matavimo kampai 12-90 deg su 0.01 deg skyra, galimybė matuopti fokusuotu pluoštu (70×150 um). Aukštos skiriamosios gebos detektorius UV-VIS 190-900 nm su 0.5 nm skyra, greitas UV-VIS detektorius 190-900 nm 1024 bangų ilgiai, didelės skiriamosios gebos NIR detektorius 800-2000 nm su 3 nm skyra. Automatizuotas bandinio padėties valdymas su vaizdinimu skaitmenine kamera

Lazerinis elipsometras Gaertner L-115. Lazerinis elipsometras naudojamas plonų dielektrinių ir puslaidininkinių plėvelių storio ir lūžio rodiklio nustatymui. Lazerinė elipsometrija pagrįsta nuo bandinio atspindėtos monochromatinės poliarizuotos šviesos poliarizacijos parametrų analize. Lazerio spindulio bangos ilgis – 632.8 nm. Plėvelių storis 0.001 – 1 µm. Storio matavimų neapibrėžtis – ±(0.5 – 1) nm. Lūžio rodiklio matavimo neapibrėžtis ±0.01. Taikymo sritys: plonų polimerinių, dielektrinių ir puslaidininkinių plėvelių, pusiau skaidrių (<50 nm) metalo plėvelių storio ir lūžio rodiklio matavimas.

Šviesolaidinis spektrometras CMA 012 Spektrinis ruožas 360 – 940 nm, skiriamoji geba < 1,5 nm FWHM, pikselio skiriamoji geba < 0,5 nm, šviesos šaltiniai – halogeninis ir UV LED (405 nm), programinė įranga Coach 7. Įranga skirta pralaidumo, sugerties ir liuminescencijos matavimui UV-VIS spektriniame diapazone. Galima analizuoti skysčius standartinėje kiuvetėje ir kietus skaidrius bandinius.

Technologinė įranga

Litografijos procesai

Elektroninės nanolitografijos, elektroninės mikroskopijos ir paviršiaus analizės sistema e-LiNE plus (Raith, Vokietija). Skirta nanolitografijai ir nanostruktūrų formavimui bei medžiagų paviršiaus ir sudėties tyrimams. elektronų pluoštelio energija keičiama intervale nuo 20 V iki 30 kV 1 nm pozicionavimo tikslumas 100×100 mm lauke apvalaus bandinio skersmuo iki 100 mm (4“), stačiakampio bandinio dydis iki 102×102 mm skenuojantis elektroninis mikroskopas su “in-lens” ir Everhart-Thornley tipo detektoriais, didinimas iki x1.000.000 energijos dispersijos spektrometras Bruker QUANTAX 200 su 5 kartos silicio detektoriumi, energijos skyra <129eV, detektuoja elementus nuo Be (Z=4) iki Am (95)

Sutapdinimo ir eksponavimo įrenginys OAI Model 204. Precizinis tapdinimas su fotokauke, plonų fotorezisto sluoksnių eksponavimas ultravioletiniais spinduliais. Tinka apvaliems padėklams, kurių skersmuo 50, 76, 102 mm ir nestandartiniams bandiniams, ne mažesniems, kaip 5×5 mm padėklo storis iki 1 mm fotokaukės storis iki 4,8 mm atstumas tarp padėklo ir fotokaukės reguliuojamas iki 50 µm ultravioletinės šviesos bangos ilgio diapazonai: UV400: 350-450 nm; UV300: 280-350 nm; UV250: 240-260 nm (gilus ultravioletinis spinduliavimas) UV nanoįspaudimo litografijos priedas dvipusio tapdinimo infraraudonaisiais spinduliais priedas eksponavimo šaltinio galia 500 W apšvietimo vienodumo nuokrypis ne didesnis, kaip 3% skiriamoji geba ne blogesnė, kaip 0,5 µm minkštas vakuuminis kontaktas kietas kontaktas (su pneumatiniu slėgiu) tapdinimo tikslumas ne blogesnis, kaip 0,5 µm

Sluoksnių formavimas / modifikavimas

Vakuuminio garinimo įrenginys CUBIVAP Įrenginys skirtas metalinių ir dielektrinių dangų formavimui. Orientuotas į optinių interferencinių filtrų ir Fabri – Pero optinių filtrų gamybą. Optinė sistema su skenuojančiu monochromatoriumi suteikia galimybę kontroliuoti formuojamų dielektrinių dangų optinį storį. Tuo pat metu storis matuojamas ir kvarciniu storio matuokliu. Įrenginio parametrai. Dvi 15 kW galingumo elektronų patrankos Du 4 kW galingumo rezistyviniai garintuvai Padėklų temperatūra: 20 – 400oC Vakuumas kameroje: 10-3 Pa Vakuuminio garinimo įrenginys A7000E Skirtas metalinių ir dielektrinių dangų formavimui. Formuojamų dangų storis kontroliuojamas mikroprocesoriumi ir kvarciniu storio matuokliu. Įrenginio parametrai: Vakuumas kameroje: 10-4 – 10-5 Pa Dvi 6 kW galingumo elektronų patrankos su keturių padėčių persukamais tigliais Padėklų temperatūra: 20 – 400oC.

	Epitaksinų GaAs sluoksnių auginimo sistema KRATOS Epitaksinių GaAs sluoksnių auginimas,auginamų sluoksnių kontrolė. Epitaksiniams GaAs sluoksniams auginti skirtos 8 kaitinimo talpos, kompiuteriu valdomos 8 sklendės, bandinių transportavimas vakuume, vakuumas ne mažiau 1*10-10 Torr.
	Langmuir-Blodgett vonelė. Įrenginys skirtas (Π-A) Izotermių gavimui ir mono- bei daugiamolekulinių organinių struktūrų formavimui ant kietų paviršių Langmuir-Blodgett (LB) metodu. Įrenginį sudaro LB vonelė, elektroninis valdymo blokas ir asmeninis kompiuteris su operacine sistema Windows 98/2000/XP valdymo programai paleisti. Vonelės parametrai: laisvojo paviršiaus plotas – 400 cm²; darbinis paviršius – 318 cm²; skysčio tūris – 1000-1050 cm³. paviršinio slėgio matuoklis – Wilhelmi plokštelė (paklaida 0,1 mN/m); šulinio matmenys: gylis – 75 mm, skersmuo – 60 mm.
	Ni dangos formavimas ant plastiko paviršiaus Elektrolizės vonios talpa 65 litrai. Elektrolitas – nikeliavimo sulfamatinis su specialiaisiais priedais (blizgodariu, dangos kietikliu). Reikiama elektrolito temperatūra vonioje palaikoma elektroniniu būdu valdomu kaitinimo elementu. Elektrolitas maišomas mechanine maišykle bei cirkuliaciniu siurbliu pumpuojant jį pro tekstilinį filtrą. Anodas – titano krepšys, užpildytas elektrolizės metu tirpstančiomis Ni +0,1% NiS granulėmis. Elektros srovė tiekiama iš keičiamo srovės stiprio elektros lygintuvo (I_max =0 ÷30 A). Elektrolizės metu pratekėjusios elektros kiekis (A/h) matuojamas specialiu skaitikliu. Ni sluoksniu dengiamo paviršiaus plotas iki 500 cm².
	Centrifuga plonų sluoksnių formavimui KW-4A su priedais. Centrifuga, kaitlentė ir UV lempa plonų sluoksnių formavimui. Centrifugoje galima nustatyti dvi skirtingos trukmės (2-18 s ir 3-60 s) ir sukimo greičio (500-2500 rpm; 1000-8000rpm) procesus. Kaitlentės temperatūra 30-300 deg C, banginio dydis iki 6 colių, temperatūros skiriamoji geba 0.1 deg C. UV lempa 4 x 6 W lempos, bangos ilgiais 246 nm, 365 nm, sukamaps bandinys ( 4 inch, 6 rpm)
	Joninio DTAD nusodinimo įrenginys Įrenginys skirtas joniniu būdu auginti deimanto tipo anglies dangas (DTAD) iš angliavandenilių ir legiravimo medžiagų. Įrenginio parametrai: ribinis vakuumas kameroje: 4·10-4 Pa DTAD; nusodinimo slėgis: (1-2)·10-2 Pa; jonų šaltinio greitinanti įtampa: iki 2 kV; jonų srovės tankis: 0,05 – 0,25 mA/cm2; solenoido srovė: 6A; naudojamos dujos: gali būti naudojamos inertiškos bei reaguojančios dujos.
	Mikrobange plazma aktyvuoto cheminio nusodinimo iš garų fazės sistema CYRANNUS I-6“ (IPLAS Innovative Plasma Systems GmbH). Kristalinio deimanto, anglies nanovamzdelių, grafeno auginimas. Plazmos šaltinio skersmuo 6″, plazmos šaltinio galia 6 kW, plazmos dažnis 2.45 GHz ,tolygaus nusodinimo srities skersmuo 5 cm.
	Plazmocheminio nusodinimo įrenginys PK-2430PD Įrenginys skirtas plazmocheminiam dielektrinių SiN plėvelių nusodinimui iš monosilino ir amoniako dujų bei ėsdinimui (SiO2, Si3N4plėvelių). Įrenginio parametrai: ribinis vakuumas kameroje: 1,3 Pa; technologinis slėgis kameroje: 13,3-1330 Pa; AD generatoriaus galia: 0-3 kW Dažnis: 13,56 MHz; padėklo temperatūra: 20-350˚C; naudojamos dujos: SiH4, NH3, N2, CF4, O2, CHF3, Ar.
	Indukcine plazma aktyvuoto giliojo reaktyviojo joninio ėsdinimo įrenginys Vision LL-ICP (Plasma-Therm) Gilusis reaktyvusis joninis ėsdinimas, skirtas tūrinio mikroformavimo procesams ir nanodarinių formavimui. Tolygaus ėsdinimo srities skersmuo 15 cm.
	Joninio ėsdinimo įrenginys „USI-IONIC“ Įrenginys skirtas puslaidininkinių, metalinių mikrostruktūrų ėsdinimui jonų pluoštu. Įrenginio parametrai: ribinis vakuumas kameroje: 5·10-4 Pa; technologinis slėgis kameroje: 7·10-2 – 4·10-1 Pa; jonų pluoštelio energija: 0 – 500 keV; jonų srovės tankis: 0,01 – 0,30 mA/cm2; naudojamos dujos: Ar, N2, O2, He, C3F8.
	Kapiliarinis mikro/nano dalelių nusodinimo įrenginys Mikro ir nanodalelių iš koloidinio tirpalo tvarkingas užnešimas ant trafareto naudojantis kapiliarinėmis jėgomis. Proceso vaizdinimas optiniu mikroskopu su tamsaus lauko interferencinio kontrasto funkcija.
	Dviejų komponentų dozatorius Dopag Micro Mix E Gali maišyti tik tai kas įpilta dabar – PDMS elastomerą ir kietiklį santykiu 1:10. Mažiausias maišomas kiekis 1 ml. Naudojamos vienkartinės statinės maišykles.
	Orbitinė maišyklė Thinky Centrifuge Mixer ARE 250 Maišo iki 250 ml klampaus skysčio (skirta PDMS maišymui).
	3D spausdintuvas W10 Maksimalūs spausdinamo 3D modelio matmenys 98 × 55 × 140 mm, sluoksnio storis nuo 0,025 to 0,1 mm, spausdinimo greitis 30 mm/val., XY ašių pozicionavimo tikslumas 115 μm, Z ašies pozicionavimo tikslumas 0,625 μm, lazerio bangos ilgis 405 nm, spausdinimui naudojama medžiaga – LCD derva, programinė įranga Alfawise W10 Slice, palaikomi failų formatai STL. Taikymo sritys: 3D modelių gaminimas, bandomoji gamyba.
	Centrifuga LACE16 Maksimalus greitis 10000 rpm, maksimalus tūris 6 × 100 ml, maksimali santykinė centrifuginė jėga 19040 g, laikmatis 0 – 99 min, greičio tikslumas ± 20 rpm. Įranga skirta fazinei separacijai.

Lazerinės technologijos

UV Lazeris. Holografinė litografija, mikroapdirbimas. 375 nm bangos ilgio 15 mW galios lazeris.

	Lloyd’o veidrodžio holografinės litografijos sistema (Standa). Holografinė litografija, mikroapdirbimas. Galima formuoti 188-323 nm periodo struktūras (interferencijos kampas 80-35º, atitinkamai).
	Lazerinės gamybos ir kinetinės spektroskopijos sistema FemtoLab (R&D Altechna). Medžiagų mikro-/nano-/fabrikavimas fokusuotu lazerio pluoštu ir absorbcijos kinetikos matavimas. Yb:KGW lazerio parametrai: bangos ilgis 1030 nm, galia 4W, impulso trukmė 290 fs, energija > 0.2 mJ. Fabrikavimui galima naudoti sufokusuotą pirmos (1030 nm), antros (515 nm) ir trečios (343 nm) harmoniką bei antros harmonikos valdomo periodo (0.8-1.3 um) interferenciniu lauku. Mikrofabrikavimas 160mm x 160 mm plote su 300 nm pozicionavimo tikslumu. Stalų judėjimo greitis 300 mm/s, bandinio svoris iki 3 kg. Spektroskopinės sistemos žadinamo bangis ilgio derinima diapazonas 315-2600 nm, zonduojanžio pluošto spektirnis plotis 480-1100 nm, laikinė skyra 16.67 fs, didžiausias impulsų užlaikymas 1.8 ns, absorbcijos pokyčių detektavimo riba 0,5 mOD.
	Taškų hologramos originalo formavimo įrenginys „HENGLEI Hologram“. Taškų hologramų originalų formavimas fotorezisto sluoksnyje. Lazerio spindulio bangos ilgis – 405 nm. Formuojamų taškinių hologramų matmenys: 200*200 mm. Pasirenkama skyra: 317; 600, 1200 dpi.

Optiškai kintančių apsaugos ženklų formavimas

Mikrospaudų formavimo mašina MSM-1. Įrenginys skirtas hologramų ir difrakcinių optinių elementų įspaudimui į daugiasluoksnę polimerinę plėvelę Papildomos funkcijos: – adhezinių sluoksnių formavimas ant polimerinės plėvelės arba silikonizuoto popieriaus juostos, – iškirtimas.

	Hologramų tiražavimo įrenginys. Gaminti optines dokumentų ir intelektualinės nuosavybės apsaugos priemones su mikrodifrakciniais elementais. Optinių apsaugos ženklų tiražavimas daugiasluoksnėje polimerinėje plėvelėje (juostoje). Formavimo temperatūra 50 ^oC iki 180 ^oC, juostos plotis 160mm, ilgis 1000m, juostos storis 16 ÷ 100 µm, tiražavimo greitis 0 ÷ 10 m/min.
	Hologramų antrinimo įrenginys. Mikroreljefo antrinimas plastiko paviršiuje. Submikrometrinių (nanometrinių) matmenų reljefo formavimas plastiko paviršiuje. Formavimo temperatūra 20 ^oC iki 200 ^oC, slėgis nuo 0 iki 900 KPa, plotas 200×200 mm.
	Lazerinio ženklinimo sistema RY-F30 Lazerio galia 30 W, darbinis plotas 110 × 110 mm, lazerio bangos ilgis 10,64 μm, atsako laikas 0,5 ms, pulso dažnis 20-100 KHz, ženklinimo gylis ≤ 0,4 mm, ženklinimo greitis iki 7000 mm/s, atsikartojamumo tikslumas ± 0,001mm, spindulio diametras < 30 μm, rotoriaus priedas cilindrinių detalių ženklinimui, valdymo programinė įranga EZCAD, palaikomi grafiniai failų formatai BMP, JPG, GIF, TGA, DXF, PLT, PNG, TIF, DST. Įranga skirta įvairių medžiagų lazerinis ženklinimas

KTU Atviros prieigos centras

Instituto mokslininkų sukurti technologiniai sprendimais padedame mūsų užsakovams spręsti technologines problemas. Bendradarbiavimas su užsakovais vyksta vykdant veiklas nuo paprastų užsakymų ir pirmųjų testų iki bendrų mokslinių tyrimų ir plėtros projektų. Kitomis teikiamomis paslaugomis ir pasiūlymais. Įrangos rezervaciją ar paslaugų užsakymą galima atlikti per KTU Atviros prieigos centrą.

Plačiau

Projektai

Medžiagų mokslo institutas

Rodyti daugiau

Technologiniai sprendimai

Instituto mokslininkai kuria technologinius sprendimus, kurie yra taikomi ir pagal poreikius gali būti adaptuojami įvairiuose gamybiniuose procesuose.

Pavadinimas

Diffraction gratings

Microlens fabrication technology

An Automated Measurement Stand for the Reflection of a Polarized Visible Light from a Diffractive

ChipHeating and Cooling Device of Human Muscles

Nanostructured Diamond-like Carbon Coatings for Advanced Optical Metrology Components

Plasmonic Nanostructures for Reducing Spectral Losses of Solar Cells

Diamond-like Carbon Nanocomposites and Micro/Nanocomposite Structures with Extraordinary Piezoresistance

Technology for Solid Oxide Fuel Microelements

Capillary Deposition Stand for Micro-/Nano-Particles

Technology for Fabrication of Microelectromechanical Systems (MEMS) Transducers

Micromechanical Electrostatic Relay

Technologiniai sprendimai