Функціонування центрів колективного користування науковими приладами

Звіт про роботи центру колективного користування в 2024 році

Центр спільного користування надавав у 2024 році надавав свої послуги протягом вересня – грудня.

За звітний період було проведено таки дослідження у рамках центру колективного користування обладнанням дослідження і діагностики субмікронних і мікрорельєфних структур «ДДСМС» НАН України на базі Інституту проблем реєстрації інформації НАН України

Установи і організації, з якими співпрацював Центр на:

академічному рівні:

- Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича,

- Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова

- Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова,

- Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля,

міжвідомчому рівні:

• Львівський національний університет ім.Івана Франка
• Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника;
• Київський національний університет ім. Тараса Шевченка;
• Національний технічний університет України імені Ігоря Сікорського «КПІ»
• Ужгородський національний університет;
• КП ЦКБ «Арсенал»

міждержавному (міжнародному) рівні:

• Dinamica Generale S.p.A. (Poggio Rusco, Italy) Eötvös Loránd University (Budapesht, Hungary);
• Nottingham Trent University (Nottingham, the United Kingdom)‍

‍

Основні результати:

‍Проведено дослідження нових об’єктів, які були спеціально розроблені для аналізу з використанням мікроскопа ZEISS Axio Imager 2, еліпсометра ЛЕФ 3М-1 та станції лазерного запису мікро- та субмікроних структур. Серед них:

1. Нанорозмірні гетероструктури на основі перовскітів Досліджено тонкі плівки органічно-неорганічних гібридних перовскітів (CH₃NH₃PbI₃) з різним ступенем легування бромидом (Br). Використання мікроскопа ZEISS Axio Imager 2 дозволило виявити формування зерен з розміром 800 нм, які мають високу кристалічну досконалість.

2. Двовимірні матеріали на основі дисульфіду молібдену (MoS₂) Досліджено моно- та бішарові плівки MoS₂, отримані методом механічного відшарування. За допомогою станції лазерного запису створено періодичні субмікронні структури на поверхні MoS₂, що дозволило проаналізувати їх оптичні властивості. Еліпсометрія виявила зсув енергії оптичних переходів у залежності від кількості шарів, що підтверджує квантово-розмірний ефект у двовимірних матеріалах.

3. Композитні матеріали на основі графену та оксиду цинку (ZnO) Вивчено композитні плівки, що складаються з графену та наночастинок ZnO. Мікроскопія показала рівномірний розподіл наночастинок ZnO на поверхні графену. Еліпсометрія дозволила визначити оптичну товщину композитів та їх оптичну прозорість у видимому діапазоні. Виявлено, що такі композити мають високу електропровідність та можуть бути використані у гнучкій електроніці.

4. Біоміметичні структури для сенсорних застосувань Досліджено біоміметичні структури, що імітують поверхню листя лотоса, з використанням полімерних матеріалів. За допомогою станції лазерного запису створено мікрорельєф з періодичними структурами, що забезпечує супергідрофобні властивості. Мікроскопія підтвердила високу точність відтворення структури, а еліпсометрія дозволила оцінити оптичні властивості поверхні.

5. Тонкі плівки з високотемпературних надпровідників (YBa₂Cu₃O₇-δ) Досліджено тонкі плівки високотемпературних надпровідників, отримані методом лазерного абляційного осадження. Використання мікроскопа ZEISS Axio Imager 2 дозволило виявити наявність доменів з різною кристалічною орієнтацією. Еліпсометрія показала, що оптичні властивості плівок залежать від ступеня кисневого дефіциту (δ), що впливає на їх надпровідні характеристики.

6. Наночастинки золота у матриці полімеру

Вивчено композитні матеріали, що містять наночастинки золота, вбудовані у полімерну матрицю. Еліпсометрія виявила наявність плазмонних резонансів у видимому діапазоні, що робить ці матеріали перспективними для застосування у біосенсорах та оптичних фільтрах.

‍
Отримані результати демонструють широкі можливості використання мікроскопа ZEISS Axio Imager 2, еліпсометра ЛЕФ 3М-1 та станції лазерного запису для дослідження різноманітних матеріалів та структур, що відкриває нові перспективи для розробки інноваційних технологій у матеріалознавстві, оптоелектроніці та нанотехнологіях.

‍

Стан приладів та обладнання

Станція лазерного запису мікроних і субмікроних структур – Станція лазерного запису мікроних і субмікроних структур – прилад використовується для точного формування мікро- та субмікронних структур шляхом лазерного запису. Експлуатується з 2005 року. Незважаючи на свою надійність, технологічний розвиток у сфері лазерного мікрооброблення та мікроелектроніки призвів до морального застарівання обладнання. Апаратно-програмні рішення, що застосовуються, поступаються сучасним установкам аналогічного призначення, зокрема за точністю і швидкістю запису. Прилад перебуває у працездатному стані, однак потребує регулярного обслуговування для підтримання стабільних характеристик. Рівень зносу 50%.

‍Еліпсометр ЛЕФ 3М-1 – прилад для вимірювання оптичних параметрів тонких плівок і покриттів. Введений в експлуатацію у 2005 році. Незважаючи на часткове моральне застарівання, обладнання залишається працездатним і забезпечує виконання стандартних вимірювань. Проте його технологічні можливості поступаються сучасним аналогам. В окремих випадках необхідне юстування для підтримання стабільності вимірювань. Планується проведення профілактичного обслуговування для продовження строку експлуатації. Рівень зносу 50%.

‍Мікроскоп ZEISS Axio Imager 2 – дослідницький мікроскоп виробництва Carl Zeiss, 2024 рік, Німеччина. Призначений для високоточного оптичного аналізу зразків у світлому та темному полі, а також із використанням методів флуоресцентної мікроскопії. Використовується для візуалізації мікроструктур матеріалів і біологічних об’єктів.

Обладнання є новим і відповідає сучасним вимогам до наукових досліджень. Проте для повноцінної експлуатації необхідне придбання керуючого комп’ютера, що дозволить інтегрувати мікроскоп у цифрову систему аналізу зображень та забезпечити збереження й обробку отриманих даних. На даний момент мікроскоп не має ознак значного зношення, але для забезпечення стабільної роботи у майбутньому рекомендовано проведення регулярного профілактичного обслуговування, включаючи калібрування та перевірку стану оптичних компонентів. Рівень зносу 1%.

‍

Відомості щодо використання імпортного обладнання
(Централізовано закупленого для Центру колективного користування)