Doktorantūra

Autorius: Ala Chodosovskaja
Disertacijos pavadinimas: „Nanostruktūrinimo įtaka kobalto oksido pseudotalpai“.
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: prof.habil.dr. Eimutis JUZELIŪNAS

Gynimo data: 2012-01-20

 

Energijos kaupiklių kūrimas pastaraisiais metais tapo svarbia mokslo aktualija. Elektrocheminiai kondensatoriai pasižymi didesne galia, ilgesniu savaiminio išsikrovimo laiku ir didesniu darbo ciklų skaičiumi negu tradicinės elektrocheminės baterijos. Didžiausia savitąja talpa pasižymi RuO2, tačiau jo praktinį taikymą riboja didelė kaina, todėl ieškoma pigesnių pakaitalų. Pastaraisiais metais aktyviai tiriamas kobalto oksidas. Svarbu yra surasti ekonomiškai efektyvius ir paprastus metodus, leidžiančius padidinti kobalto oksidų pseudotalpas.

Darbe nustatytos elektrocheminio Co nusodinimo sąlygos, kurioms esant yra formuojama pluoštinė nanostruktūra, pasižyminti dideliu paviršiaus plotu. Anodinės poliarizacijos būdu buvo suformuoti kobalto hidro/oksido sluoksniai ir ištirta jų pseudotalpa ant skirtingų substratų: nanostruktūrinės, magnetroninės-plazminės dangos ir metalurginio Co. Pseudotalpinė kobalto hidro/oksidų elgsena buvo ištirta ciklinės voltamperometrijos metodu kartu su elektrocheminėmis kvarco kristalo svarstyklėmis (EKKM). Oksidiniai sluoksniai parodė grįžtamą redukcijos-reoksidacijos ir atitinkamą pseudotalpinę elgseną. Per kelis tūkstančius anodinių ciklų buvo parodyta, kad oksidinis sluoksnis išliko stabilus. Nustatyta, kad hidro/oksidų, suformuotų ant nanostruktūrinės Co dangos, talpa maždaug 5 kartus didesnė nei suformuotų ant metalurginio Co. Šiame darbe pasiūlytas naujas kobalto oksido formavimo būdas: sulfidinės Co(OH)2–CoS kompozicijos formavimas ir kaitinimas. CoS įterpimas į Co(OH)2 padidina talpą apie 3 kartus.

Autorius: Eglė Kazlauskienė
Disertacijos pavadinimas: „Metalo kompleksinių dažiklių sorbcija jonitais“.
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: dr. Danutė KAUŠPĖDIENĖ

Gynimo data: 2012-01-27

 

Pagrindinis aplinkosauginės politikos bruožas yra taršos metalo dažikliais mažinimas gamybos metu ir efektyvių šalinimo iš nuotekų metodų paieška. Regeneruojami, mechaniškai atsparūs ir nekenksmingi gamtai polimeriniai sorbentai naudojami dažikliams valyti yra pranašesni už plačiai paplitusias aktyvintąsias anglis. Ištyrus polimerinių sorbentų sorbcines ir regeneracines savybes, nustačius palankias darbines sąlygas, sorbentai gali būti pritaikomi nuotekų valymui, o išvalytas vanduo grąžinamas atgal į gamybinius procesus. Tokiu būdu, vandens ištekliai gali būti apsaugoti nuo taršos sunkiaisiais metalais ir organiniais junginiais, sumažinti gamybos kaštai, nes regeneruoti sorbentai naudojami pakartotinai.

Šiame darbe tiriama metalo kompleksinių dažiklių Navy M-DNL (1:2 chromo monoazo kompleksas) (Navy) ir Acid Blue 249 (Vario (II) ftalocianino tetrasulforūgšties tetranatrio druska) (CuPc) sorbcijos sintetiniais jonitais dėsningumus statinėmis sąlygomis ir įvertinti jonitų galimybes valyti nuotekas nuo dažiklių dinaminėmis sąlygomis.

Geriausiai iš vandeninių tirpalų šalinantys dažiklius sorbentai atrinkti pagal geriausią sorbcinė gebą ir regeneraciją, dažiklio pasiskirstymo tirpale koeficientą yra: silpnai baziniai anijonitai Purolite A 847 (A 845), stipriai bazinis anijonitas Purolite A 500PS, nejoninis makrotinklinis sorbentas Macronet MN 200. Statinėmis sąlygomis nustatyta dažiklių (Navy ir CuPc) sorbcijai palankiausia terpė (pH 2) ir temperatūra atitinkamai dažikliui Navy aukštesnės – 303-313 K, dažikliui CuPc – 293 K. Sorbcijos pusiausvyros ir kinetikos eksperimentiniai rezultatai analizuoti remiantis optine mikroskopija ir FT-IR. Įvertinti dažiklių sorbcijos termodinaminiai parametrai (G0, H0 and S0). Nustatytas dažiklių Navy ir CuPc sorbcijos mechanizmas. Atlikti FT-IR tyrimai sorbcijos mechanizmus patvirtina. Nustatyta, kad tirtų sistemų „Navy-sorbentas“ izotermoms analizuoti tinka Langmiuro ir Froindlicho matematiniai modeliai. Tačiau sistemoms „CuPc-sorbentas“ analizuoti tinka tik Froindlicho matematinis modelis.

Dažiklių sorbcijos anijonitais ir nejoniniu MN 200 kinetika paklūsta pseudo-antrojo laipsnio ir vidinės difuzijos (Veberio-Moriso) modeliams. Dažiklio Navy sorbcijai abiem anijonitais ir Macronet MN 200 apskaičiuotos vidinės difuzijos koeficiento ir ribinio sluoksnio vertės yra didesnės nei sorbuojant dažiklį CuPc.

Nustatyta dažiklių šalinimo iš vandeninių tirpalų dinaminėmis sąlygomis ypatumai. Vykdant kartotinę dažiklio Navy sorbciją anijonitu Purolite A 847 ir jo regeneraciją 4% NaOH ir etanolio (1:1) mišiniu, anijonito sorbcinė geba po 4 ciklų sumažėja apie 30 %, nejoninio MN 200 regeneracija metanoliu yra 100 %. Kolonos sorbcinės gebos ir darbinio režimo parametrams įvertinti taikyti teoriniai modeliai: Volborskos, Boharto-Adamso ir Jungo.

Autorius: Virginija Kepenienė
Disertacijos pavadinimas: „Cheminio variavimo sistemų, Cu(II) ligandais naudojant hidroksikarboksirūgštis, ypatumų tyrimas“.
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Eugenijus NORKUS

Gynimo data: 2012-05-20

 

Cheminio variavimo tirpalai bei cheminio variavimo procesai tiriami jau nuo XX a. vidurio iki šių dienų, ieškant vis efektyvesnių parametrų dangų funkcinėms bei dekoratyvinėms savybėms pagerinti. Pastaruoju metu vis didesnis dėmesys krypsta ne tik į nusodinamų dangų funkcionalumą, bet ir į ekologiškai nekenksmingus ar mažiau kenksmingus technologinius procesus, pzv., vykdoma ekologiškai nekenksmingų ligandų paieška. Kaip alternatyva šiuo metu siūlomos dvi cheminių junginių klasės t.y. alditoliai (polihodroksiliai alkoholiai) ir hidroksikarboksirūgštys.

Pagrindinis darbo tikslas: ištirti cheminio variavimo sistemas ir jose vykstančius procesus, vario(II) jonų ligandais naudojant ekologiškai nekenksmingas citrinų ir vyno rūgštis. Cheminio variavimo sistemose panaudoti du nauji Cu(II) jonų ligandai t.y. citrinų rūgštis ir vyno rūgšties D-izomeras. Atliktų tyrimų duomenys rodo, kad minėti ligandai sėkmingai gali būti naudojami cheminio variavimo sistemose, kur reduktoriumi naudojamas formaldehidas. Nustatyta, kad 2-hidroksipropan-1,2,3-trikarboksirūgštis (citrinų rūgštis) ir 2,3-dihidroksibutano-1,4-dirūgštis (vyno rūgštis) šarminėje terpėje sudaro pakankamai patvarius kompleksus su vario(II) jonais ir yra tinkamas ligandas vario(II) kompleksinimui šarminiuose (pH > 12) cheminio variavimo tirpaluose. Ištirta vario(II)-citrato ir Cu(II)-D-, L- ir DL-tartratų kompleksų redukcija hidratuotu formaldehidu, apibūdintos gautosios vario dangos. Optimaliomis proceso vykdymo sąlygomis kambario temperatūroje per vieną valandą gali būti nusodintos kompaktiškos iki ~ 3 m storio vario dangos. Cheminio variavimo tirpalai buvo stabilūs – jokių Cu(II) redukcijos tirpalo tūryje požymių nepastebėjome. Ciklinės voltamperometrijos metodu tirta HCHO anodinė oksidacija ant elektrochemiškai ir chemiškai nusodinto vario elektrodų, atlikti Cu elektrodo mišriojo potencialo matavimai vario dengimosi metu. Gauti rezultatai palyginti su duomenimis, gautais sistemose su kitokiais ligandais. Aptartos ir patikslintos galimos pusiausvyros tirtuose tirpaluose.

Autorius: Česlav Paškevič
Disertacijos pavadinimas: „Puslaidininkinių įvairiatarpių darinių, skirtų mikrobangų elektronikai, elektrinių savybių tyrimas “.
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Steponas AŠMONTAS

Gynimo data: 2012-09-13

 

Disertaciniame darbe buvo tirtas mikrobangų diodų voltvatinis jautris, krūvininkų slinkio greitis ir judris. Apžvelgta karštųjų krūvininkų sąlygotos elektrovaros susidarymas bei jos matavimo būdai. Trumpai pristatomi įvairiatarpiai puslaidininkiniai dariniai bei jų taikymo perspektyvos puslaidininkinių prietaisų elementuose. Pateikiama tyrimų metodika, aprašyti krūvininkų kaitinimo elektriniu lauku metodai bei pateiktos įvairiatarpių darinių elektrinių parametrų matavimo schemos. Aprašyti voltamperinių charakteristikų matavimai rankiniu ir automatizuotu būdu, kurie buvo naudojami krūvininkų slinkio greičiui nustatyti. Trumpai aprašoma darbe naudojamų darinių gamyba.

Darbe pateikiami elektronų pernašos eksperimentiniai rezultatai. Pateikti tirtų darinių krūvininkų soties slinkio greičio tyrimo rezultatai elektriniuose laukuose. Darbe parodoma, kad keičiant darinių sudėtį bei įterpiant plonus InAs sluoksnius galima keisti įvairiatarpių darinių krūvininkų judrio ir slinkio greičio reikšmes. Eksperimentiškai parodyta, kad fononų sienelių įterpimas darinio kvantinėje duobėje žymiai mažina elektronų sklaidos spartą ir didina elektronų judrį kvantinėje duobėje. Tiriant krūvininkų slinkio greitį buvo pastebėta, kad InAlAs/InGaAs/InAlAs darinyje krūvininkų soties slinkio greitis gali padidėti iki 5 kartų lyginant su maksimaliu soties slinkio greičiu tūriniame GaAs, priklausomai nuo intarpų išsidėstymo tirtamuose dariniuose. Tokiu būdu galima padidinti puslaidininkinių prietaisų spartą.

Autorius: Paulius Gečys
Disertacijos pavadinimas: "Plonasluoksnių struktūrų formavimas trumpų impulsų lazeriais".
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: Dr. Gediminas RAČIUKAITIS

Gynimo data: 2012-09-20

 

Disertacijos darbo tikslas buvo, modeliuojant bei vykdant eksperimentus, suprasti plonų sluoksnių, naudojamų Saulės elementuose, abliacijos procesus ultratrumpais impulsais, siekiant juos pritaikyti integruotų jungčių fotovoltiniuose moduliuose formavimui.

Eksperimento rezultatams pagrysti buvo vykdomas lazerio spinduliuotės sklidimo bei pasiskirstymo plonasluoksnėje Saulės elemento struktūroje modeliavimas. Sugerta lazerio energija lokaliai užkaitiną medžiagą. Kadangi lazerinio proceso selektyvumas priklauso nuo medžiagos optinių savybių, todėl yra itin svarbu parinkti tinkamą lazerio spinduliuotės bangos ilgį, norint sukaupti spinduliuotę reikiamame plonasluoksnės struktūros sluoksnyje.

Nustatyta, kad fundamentinė pikosekundinio lazerio spinduliuotė (1064 nm) yra optimaliausia P3 tipo rėžio formavimui CIGS Saulės elemente. Pramonės taikymams tai yra itin svarbu, nes tokiu atveju mažėja industrinės lazerinės sistemos sudėtingumas bei kaina.

Saulės elementų efektyvumo tyrimai parodė nežymų fotoelektrinio efektyvumo sumažėjimą po lazerinio apdirbimo ultra trumpais impulsais, tačiau nebuvo užfiksuota defektų generacijos lazeriais paveiktose kanalo kraštų zonose.

Disertacijoje pasiūlyti ir išbandyti pluošto formavimo ir lygiagretaus sluoksnių raižymo metodai, didinantys proceso našumą ir raižymo kokybę. Pikosekundiniai, didelio impulsų pasikartojimo dažnio lazeriai gali būti panaudoti didelės spartos bei aukštos kokybės Saulės elementų raižymo procesuose.

Darbo apimtis: 141 puslapiai, 13 lentelės, 87 paveikslai, 113 literatūros šaltiniai.

Raktiniai žodžiai: CIGS saulės elementai, lazerinis raižymas, integruotos jungtys, pikosekundinis lazeris, femtosekundinis lazeris, sinchroninė termografija, lazeriu indukuotų srovių matavimai, efektyvumo matavimai.

Autorius: Ramūnas Nedzinskas
Disertacijos pavadinimas: "Epitaksinių InGaAs kvantinių taškų darinių moduliuoto atspindžio ir fotoliuminescencijos spektroskopija"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: dr. Gintaras VALUŠIS

Gynimo data: 2012-09-24

 

Saviformuojantys puslaidininkiniai kvantiniai taškai (quantum dots, QDs), kurių charakteringos elektronų subjuostinių (intraband) šuolių energijos yra infraraudonajame spektriniame ruože (3–25 μm), sudaro daugelio fotojutiklių aktyviąją terpę ir yra aktualūs taikymams šiuolaikinėje optoelektronikoje.

Disertacijoje nagrinėjami molekulinio pluoštelio epitaksijos būdu užauginti:

• InAs kvantiniai taškai, įterpti į GaAs matricą ir GaAs/AlAs supergardelę;
• InAs kvantiniai taškai be ir su įtempimus sumažinančiuoju InGaAs sluoksniu, įterpti į kompozitinę GaAs/AlAs kvantinę duobę;
• Skirtingo aukščio koloniniai InGaAs kvantiniai taškai arba kvantiniai strypeliai (quantum rods, QRs), apsupti dvimačiu InGaAs sluoksniu, ir užauginti naudojant arba As2, arba As4 šaltinį.

Autorius: Andrius Bičiūnas

Disertacijos pavadinimas: "Puslaidininkinių medžiagų, skirtų 1 μm bangos ilgio femtosekundiniais lazerio impulsais aktyvuojamų terahercinių optoelektronikos sistemų komponentams, tyrimas"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Arūnas KROTKUS

Gynimo data: 2012-10-26

 

Disertacijos darbo tikslas buvo sukurti ir ištirti puslaidininkinius terahercinių (THz) impulsų emiterius ir detektorius, skirtus sistemoms, naudojančioms 1 μm bangos ilgio femtosekundinę lazerinę spinduliuotę. THz impulsų generavimo ir detektavimo sistema, kurios optoelektroninius puslaidininkinius komponentus aktyvuoja femtosekundiniai lazerio impulsai, yra plačiai taikoma terahercinėje laikinės srities spektroskopijoje. Tradiciškai tokiose sistemose naudojami Ti:safyre femtosekundiniai lazeriai, kurių spinduliuotės bangos ilgis yra ~800 nm. Šios sistemos nėra patogios dėl jų matmenų, nes lazeriai turi sudėtingą kelių pakopų kaupinimo sistemą. Pastaruoju metu THz impulsų generavimui vis dažniau naudojami femtosekundiniai kietakūniai ir šviesolaidiniai lazeriai, kurių spinduliuotės bangos ilgis patenka į artimosios IR spinduliuotės sritį. Tačiau šios sistemos vis dar neturi tinkamos medžiagos fotolaidiems elementams gaminti, kurie būtų žadinami 1 – 1,55 μm bangos ilgio lazeriais. Tokios medžiagos, visų pirmą, turi būti jautrios optinei spinduliuotei, o jų draustinės energijos tarpas turi atitikti žadinamos spinduliuotės fotonų energiją, be to sluoksniai turi pasižymėti didele tamsine varža bei labai trumpomis krūvininkų gyvavimo trukmėmis (~ 1 ps).

Šioje disertacijoje yra pateikiami THz impulsų generavimo panaudojus puslaidininkių paviršius ir fotolaidžias antenas rezultatai, žadinant 1 μm bangos ilgio femtosekundiniais lazerio impulsais.