header
IDEI 471/2008
hm14

TRANSPORT ELECTRIC IN SISTEME GE-SI-O CU DIMENSIONALITATE REDUSA : EXPERIMENT SI MODELARE

Coordonator: Institutul National de Cercetare - Dezvoltare pentru Fizica Materialelor

Director Proiect: Dr. Magdalena Lidia Ciurea

Obiective Rezultate
Activitati
Rezumat

Rezumat

Exista putine lucrari in literatura privind proprietatile electrice ale sistemelor ge-si-o cu dimensionalitate redusa in comparatie cu cele privind luminiscenta, imprastierea raman, microstructura, etc. scopul proiectului propus este studiul experimental si modelarea fenomenelor de transport electric in sisteme cu dimensionalitate redusa (0D, 1D si 2D).

Pentru realizarea acestui scop, ne propunem urmatoarele obiective: (1) prepararea straturilor de ge-si-o cu compozitie variabila, formate din dot-uri imersate in matrice amorfa si investigarea fenomenelor de transport electric in corelatie cu compozitia si microstructura (sisteme 0D); (2) prepararea, caracterizarea microstructurala si investigarea electrica a straturilor formate din nanofire (sisteme 1D); (3) depunerea de nanostructuri mono- si multistrat (sisteme 2D) si studiul comportarii lor electrice; (4) modelarea proceselor de transport electric in sisteme 0D, 1D si 2D; (5) diseminarea rezultatelor obtinute. in acelasi timp, urmarim formarea de tineri cercetatori cu inalta calificare in domeniul de cercetare al proiectului. scopul si obiectivele proiectului se incadreaza in obiectivele derivate ale programului idei din cadrul pncdi ii, si de asemenea se inscriu in directiile de cercetare de varf din lume.

Rezultatele originale vizate sunt: determinarea mecanismelor de transport in sistemele 0D, 1D si 2D; elaborarea unui model (unitar) de confinare cuantica pentru sistemele 0D, 1D si 2D; studiul proceselor de percolare in sistemele 0D si 1D; studierea sarcinilor localizate la interfete. aceste rezultate constituie elemente de noutate, importante pentru domeniul de varf al nanostiintelor. diseminarea rezultatelor se va face prin crearea unei pagini de web aferente proiectului, prin publicarea a 4 articole in reviste cotate isi, prin prezentarea a 7 comunicari la conferinte internationale de prestigiu si prin 4 rapoarte de autoevaluare, care vor fi sustinute public intr-un cadru stabilit de finantator

Top

Obiective

(1) Prepararea straturilor de GexSi1-xOy cu compozitie variabila, formate din dot-uri imersate in matrice amorfa si investigarea fenomenelor de transport electric in corelatie cu compozitia si microstructura (sisteme 0D);

(2) Prepararea, caracterizarea microstructurala si investigarea electrica a straturilor formate din nanofire (sisteme 1D);

(3) Depunerea de nanostructuri mono- si multistrat (sisteme 2D) si studiul comportarii lor electrice;

(4) Modelarea proceselor de transport electric in sisteme 0D, 1D si 2D;

(5) Diseminarea rezultatelor obtinute.

Top

Activitati

Etapa

OBIECTIVUL / ACTIVITATEA ETAPEI

Calendar
 

 

I

 1. Prepararea straturilor de GexSi1-xOy cu compozitie variabila, formate din dot-uri imersate in matrice amorfa si investigarea fenomenelor de transport electric in corelatie cu compozitia si microstructura (sisteme 0D):

        1.1 Depunere de straturi amorfe prin sol gel. Materiale ce se vor achizitiona: substante chimice, papetarie, birotica, cabluri electrice, consumabile (tinte standardizate pentru instalatie de depunere prin sputtering, diferite materiale necesare pentru preparari, etc), tubulatura alimentare fluide pentru instalatia de depunere.
         1.2. Depunere de straturi amorfe prin magnetron sputtering.
         1.3. Masurari de compozitie (EDX, XPS).
         1.4. Tratament termic pentru formarea dot-urilor

3. Diseminarea de informatii:

        3.1. Realizarea paginii web a proiectului (in limba romana si limba engleza)

        3.2. Intocmirea raportului de autoevaluare

        3.3. Participare la manifestare stiintifica internationala (de ex. ROCAM 2009 Brasov).

15 sept 2009

II

1. Prepararea straturilor de GexSi1-xOy cu compozitie variabila, formate din dot-uri imersate in matrice amorfa si investigarea fenomenelor de transport electric in corelatie cu compozitia si microstructura (sisteme 0D)

        1.5. Caracterizare morfo-structurala (SEM,TEM HRTEM, SAED)


3. Diseminarea deinformatii

        3.1. Actualizarea paginii web a proiectului (in limba romana si limba engleza)
        3.2. Intocmirea raportului de autoevaluare
        3.3. Publicare: 1 articol in revista cotata ISI si participarea la manifestare stiintifica internationala de prestigiu (de ex. CAS 2009 Sinaia) cu 1 comunicare

15 dec 2009

III

1. Prepararea straturilor de GexSi1-xOy cu compozitie variabila, formate din dot-uri imersate in matrice amorfa si investigarea fenomenelor de transport electric in corelatie cu compozitia si microstructura (sisteme
0D).
        1.6. Depunerea contactelor (in configuratie sandwich si/sau coplanara). Echipamentele ce urmeaza a fi achizitionate: elipsometru. Materiale ce se vor achizitiona: substante chimice, birotica, consumabile (tinte standardizate pentru instalatie de depunere prin sputtering, diferite materiale necesare pentru preparari, etc).
        1.7. Investigarea experimentala a fenomenelor de transport electric.


2. Prepararea si caracterizarea straturilor formate din nanofire de Si oxidate (sisteme 1D).
        2.1. Realizarea si stabilizarea straturilor (1D) prin tratamente in conditii controlate.
        2.2. Caracterizare morfo-structurala (SEM,TEM, HRTEM, SAED)
        2.3.Depunerea contactelor (in configuratie sandwich si/sau coplanara)
        2.4.Investigarea experimentala a fenomenelor de transport electric

3. Modelarea proceselor de transport electric in sisteme 0D, 1D si 2D
       3.1.Determinarea mecanismelor dominante in sisteme 0D.
       3.2.Determinarea nivelelor de confinare cuantica in sisteme 0D
       3.3. Analiza interfetei dot/matrice
       3.4.Determinarea mecanismelor de transport in sisteme 1D

4. Diseminarea de informatii (sisteme 0D si 1D)
      4.1.Actualizarea paginii web a proiectului
      4.2.Intocmirea raportului de autoevaluare
      4.3 Publicare: 1 articol in revista cotata ISI si 2 comunicari la 2 conferinte internationale de prestigiu

10 dec 2010

IV

1.Depunerea de nanostructuri si studiul comportarii lor electrice

      1.1.Realizarea nanostructurilor prin magnetron sputtering.

      1.3.Caracterizare morfo-structurala a structurilor  2D

      1.4. Depunerea contactelor (in configuratie sandwich si/sau coplanara)

      1.5.Investigarea experimentala a fenomenelor de transport electric (caracteristici curent–tensiune, 

      curent–temperatura)

 

2.Modelarea proceselor de transport electric in sisteme 0D, 1D si 2D

      2.1.Determinarea mecanismelor de transport in sisteme 2D

      2.2.Determinarea nivelelor de confinare cuantica in sisteme 2D

      2.4.Analiza comparativa a proprietatilor electrice ale sistemelor 0D, 1D si 2D

 

3.Diseminarea de informatii

      3.1.Actualizarea paginii web a proiectului

      3.2.Publicatii: 2 articole in reviste cotata ISI si 2 comunicari la 2 conferinte internationale de prestigiu 

      (participare la manifestari stiintifice nationale si internationale).

      3.3.Intocmirea raportului de autoevaluare

10 Dec 2011

Top

Rezultate

2009

Lucrari publicate

1.“The influence of shape and potential barrier on confinement energy levels in quantum dots”, Ana-Maria Lepadatu, Ionel Stavarache, Magdalena Lidia Ciurea and Vladimir Iancu, acceptata pentru publicare in Journal of Aplied Physics

2."Calculation of the quantum efficiency for the absorption on confinement levels in quantum dots", Vladimir Iancu, Mihai Razvan Mitroi, Ana-Maria Lepadatu, Ionel Stavarache, and Magdalena Lidia Ciurea, trimisa spre publicare la Journal of Nanoparticle Research .

3.“Structural investigations of Ge dots embedded in SiO2”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, T. F. Stoica, G. Stan, D. Marcov, A. Slav, V. S. Teodorescu, N. Gheorghe, C. M. Teodorescu, G. Iordache and M. L. Ciurea, trimisa spre publicare la Journal of Nanoparticle Research

4."Quantum Confinement in Nanometric Structures", Magdalena Lidia Ciurea and Vladimir Iancu, capitolul 5, (14 pag). in cartea "New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications", Editori D.Baleanu, Ziya B. Guvenc and J. A. Tenreiro Machado, carte in curs de publicare, Book lD 157858_Chap1D 005_Proof# 1 - 14/10/09 editura Springer.

Conferinte & Mese rotunde

1.“The influence of the quantum dot shape on the quantum confinement energy levels”, A.-M. Lepadatu, E. Rusnac, I. Stavarache, V. S. Teodorescu, M L Ciurea, and V Iancu, E-MRS 2009 Spring Meeting, Symposium D : Nano-scale energetic materials: fabrication, characterization and molecular modeling, June 8 -12, 2009 Strasbourg (France).

2.“Evaluation of the internal quantum efficiency for supplementary absorption on quantum confinement levels”, V Iancu, M R Mitroi A-M Lepadatu, I. Stavarache, G. Iordache, and M L Ciurea, E-MRS 2009 Spring Meeting, Symposium B : Inorganic and Nanostructured Photovoltaics (INP), June 8 -12, 2009 Strasbourg (France).

3.“Structural investigations of Ge dots embedded in SiO2”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, T. F. Stoica, G. Stan, D. Marcov, A. Slav, V. S. Teodorescu, C. M. Teodorescu, A. M. Vlaicu, I. Pasuk, S. Lazanu, G. Iordache and M. L. Ciurea, Romanian Conference on Advanced Materials, ROCAM 2009, August 25 – 28, Brasov (Romania).

Top

Rezultate

2010

Articole publicate in reviste cotate ISI (Factor de Impact Cumulativ 6.706):

1. “Calculation of the quantum efficiency for the absorption on confinement levels in quantum dots”, Vladimir Iancu, Mihai Razvan Mitroi, Ana-Maria Lepadatu, Ionel Stavarache, Magdalena Lidia Ciurea, J. Nanopart. Res. 2010, DOI 10.1007/s11051-010-9913-6, Factor de impact: 2.478 (2009).

2. “Structural investigations of Ge nanoparticles embedded in an amorphous SiO2 matrix”, Ionel Stavarache, Ana-Maria Lepadatu, Nicoleta G. Gheorghe, Ruxandra M. Costescu, George E. Stan, Dan Marcov, Adrian Slav, Gheorghe Iordache, Tionica F. Stoica, Vladimir Iancu, Valentin S. Teodorescu, Cristian M. Teodorescu, Magdalena Lidia Ciurea, J. Nanopart. Res. 2010, DOI 10.1007/s11051-010-0021-4, Factor de impact: 2.478 (2009).

3. Study of Ge nanoparticles embedded in an amorphous SiO2 matrix with photoconductive properties”, autori A. M. Lepadatu, I. Stavarache, T. F. Stoica, M. L. Ciurea,  acceptata pentru publicare in

Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures (trim I 2011), Factor de impact: 1.75 (2009).

Lucrări Ón reviste indexate ISI (numai 2010)

 

1.Influence of preparation method on structural properties of GeSiO systems”, autori I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, V. Teodorescu, T. Stoica, I. Pasuk, G. Stan, V. Iancu, M. L. Ciurea,

Proc. IEEE Conf, IEEE Catalog No. CFP10CAS-PRT, ISBN: 978-1-4244-5781-6, ISSN: 1545-827X, vol. 1, pp. 77-80 (2010)

2. “Temperature dependence of capture coefficients in trapping phenomena”, autori A.-M. Lepadatu, I. Stavarache, S. Lazanu, V. Iancu, M. R. Mitroi, R. R. Nigmatulin, M. L. Ciurea,

Proc. IEEE Conf, IEEE Catalog No. CFP10CAS-PRT, ISBN: 978-1-4244-5781-6, ISSN: 1545-827X, vol. 2, pp. 371-374, (2010)

 

Comunicari la conferinte internationale si nationale

1. “Quantum confinement energy levels in silicon quantum dots”, M. L. Ciurea, V. Iancu, A.-M. Lepadatu, I. Stavarache, CNF 2010
Conferinta Nationala de Fizica - Iasi 23-25 septembrie 2010.

Poster prezentat de Drd. A.-M. Lepadatu

2. “Voltage percolation thresholds in different nanosystems”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, V. Iancu, M. L. Ciurea, PM-I6

The 6th Colloquium “Mathematics and Physics in Engineering, Numerical Physics and Complexity” (MENP–6), joint with the 2nd Colloquium “Physics of Materials” (PM–2).

 Prezentare orala Dr. M. L. Ciurea 

3. “Temperature dependence of the dark current in GeSiO nanosystems”,I. Stavarache, PM-O7

The 6th Colloquium “Mathematics and Physics in Engineering, Numerical Physics and Complexity” (MENP–6), joint with the 2nd Colloquium “Physics of Materials” (PM–2).

Prezentare orala Drd. I. Stavarache 

4. “Electrical transport at room temperature in GeSiO nanosystems”, A.-M. Lepadatu, NP-O3

The 6th Colloquium “Mathematics and Physics in Engineering, Numerical Physics and Complexity” (MENP–6), joint with the 2nd Colloquium “Physics of Materials” (PM–2).

Prezentare orala Drd. A.-M. Lepadatu

5.  “Optical transmission through Si-SiO2 nanocomposites with variable concentration of Si nanocrystals”, I. Stavarache, C. Palade, A.-M. Lepadatu, PM-P1

The 6th Colloquium “Mathematics and Physics in Engineering, Numerical Physics and Complexity” (MENP–6), joint with the 2nd Colloquium “Physics of Materials” (PM–2).

  Poster prezentat de Masterand C. Palade

Top

Rezultate

2011

Articole publicate in reviste cotate ISI:

1. “Voltage percolation thresholds evidenced in the electrical behaviour of different nanostructures”,

   I. Stavarache, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 6, 1073 – 1083 (2011).

 2.Numerical analysis of J–V characteristics of dye-sensitized solar cells”, a M. R. Mitroi, L. Fara si M. L. Ciurea, trimisa pentru publicare (4.04.2011) la Progress in Photovoltaics: Research and Application.

3. “Structure and electrical transport in films of Ge nanoparticles embedded in SiO2 matrix”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, A. V. Maraloiu, V. S. Teodorescu si M. L. Ciurea, trimisa pentru publicare (28.09.2011) la Journal of Nanoparticle Research.

4. “Calculation of the quantum efficiency for the absorption on confinement levels in quantum dots”, V. Iancu, M. R. Mitroi, A.-M. Lepadatu, I. Stavarache, M. L. Ciurea, Journal of Nanoparticle Research 13, 1605 – 1612 (2011).

5. “Structural investigations of Ge nanoparticles embedded in an amorphous SiO2 matrix”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, N. G. Gheorghe, R. M. Costescu, G. E. Stan, D. Marcov, A. Slav, G. Iordache, T. F. Stoica, V. Iancu, V. S. Teodorescu, C. M. Teodorescu, M. L. Ciurea, Journal of Nanoparticle Research 13, 221 – 232 (2011).

6. “Structural investigations of Ge nanoparticles embedded in an amorphous SiO2 matrix”, A.-M. Lepadatu, I. Stavarache, T. F. Stoica, M. L. Ciurea, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 6, 67 – 73 (2011).

 

Lucrari in reviste indexate ISI:

1. ”Preparation and electrical characterization of SiGe nanostructures”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu, I. Pasuk, V. S. Teodorescu si M. L. Ciurea, Proc. IEEE CN CFP11CAS-PRT, ISBN: 978-1-61284-171-7, 1, pp. 49-52.

2. ”Preparation induced elecrical behaviour of GeSiO nanostructures”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu si M. L. Ciurea, Proc. IEEE CN CFP11CAS-PRT, ISBN: 978-1-61284-171-7, 1, pp. 31-34.

 

Capitole de carte:

1. Capitol 3 “Quantum Well Solar Cells- Physics, Materials and Technology” in “Advanced Solar Cell   Materials, Technology, Modeling and Simulation”, M. L. Ciurea, A.-M. Lepadatu si I. Stavarache, editura IGI Global, editori L. Fara si  M. Yamaguchi.

2. Capitol Ge nanodots embedded in a silica matrix”, I. Stavarache, A.-M. Lepadatu si M. L. Ciurea, editura Academiei Romane, Bucuresti 2011.

 

Comunicari la conferinte internationale si nationale

1. “Electrical Transport in Films of Ge Nanoparticles Embedded in Amorphous SiO2 Matrix”, M. L. Ciurea, Nano and Giga Challenges in Electronics, Photonics and Renewable Energy Symposium and Summer School, Moscow - Zelenograd, Russia, September 12-16, 2011.

hm14

Updated: 31 ian 2012 - Ionel Stavarache: stavarache@infim.ro

Top