Struktūra

Atgal

Medžiagų struktūrinės analizės skyrius

Vadovas dr. Remigijus JuškėnasEugenijus Norkus
tel. +370 5 2648881

  • Misija - užtikrinti aukštą tarptautinį lygį ir kompetenciją kietojo kūno medžiagų struktūrinių tyrimų ir plonų plėvelių fotoelektros tyrimų srityje, ruošti aukštos kvalifikacijos šios srities specialistus.
  • Tikslai: vystyti tyrimus plonų plėvelių fotoelektros srityje; dalyvauti tarptautiniuose ir Lietuvos mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros projektuose atliekant tyrimus skenuojančios ir peršviečiančios elektroninės mikroskopijos, rentgeno struktūrinės analizės, rentgeno spindulių fluorescencinės spektroskopijos ir rentgeno fotoelektronų bei Ože elektronų spektroskopijų metodais.
  • Uždaviniai: plėsti tyrimus plonų plėvelių saulės elementų srityje; įvaldyti ir kuo pilniau išnaudoti naujai gaunamos ir turimos struktūrinių tyrimų įrangos galimybes; kurti naujas struktūrinių tyrimų metodikas; ruošti jaunus aukštos kvalifikacijos specialistus įdarbinant projektuose I – III pakopos studentus. Atviros prieigos paslaugų teikimas medžiagų struktūrinės analizės ir cheminės sudėties srityje.
Elektroninės mikroskopijos, rentgeno spindulių difraktometrijos ir spektrometrijos APC
 

Paslaugos

1)      Polikristalinių medžiagų rentgeno difrakciniai (struktūriniai) tyrimai:

a)      kokybinė ir kiekybinė fazinė analizė;

b)      kokybinė ir kiekybinė mikrokiekių fazinė analizė naudojant polikapiliarinę optiką;

c)      rentgeno struktūriniai tyrimai esant mėginio temperatūrai nuo +25 iki +1100 °C vakuume ar helio dujų aplinkoje;

d)      kristalitų dydžio, mikrodeformacijų, makrodeformacijų dydžio nustatymas, kristalitų vyraujančios orientacijos tyrimai polinių figūrų metodu;

e)      ypatingai plonų (1-10 nm storio) sluoksnių tyrimai in-plane metodu;

f)       epitaksinių sluoksnių tyrimai svyravimo kreivių (rocking curves) ir atvirkštinės gardelės žemėlapių (reciprocal lattice mapping) metodais;

g)      plonų sluoksnių storio, tankio ir šiurkštumo tyrimai rentgeno spindulių reflektometrijos metodu;

h)      nanoporų ir nanodalelių (1-100 nm) pasiskirstymo pagal dydį tyrimai rentgeno spindulių sklaidos ties mažais kampais (SAXS) peršvietimo ir atspindžio metodais.

2)      Kokybinė ir kiekybinė cheminė (elementinė) analizė miltelių, mineralų, dirvožemių, katalizatorių, keramikos, stiklų, plastmasių, metalų ir jų lydinių rentgeno spindulių fluorescencinės spektroskopijos, rentgeno spektrinės mikroanalizės ir rentgeno fotoelektronų spektroskopijos metodais.

3)      Paviršiaus morfologijos tyrimai skenuojančios elektroninės mikroskopijos (SEM ir FE-SEM) metodais.

4)      Skersinių pjūvių tyrimai fokusuoto galio jonų pluoštelio (FIB) ir FE-SEM metodais.

5)      Vidinės struktūros tyrimai peršviečiančiu elektroniniu mikroskopu (TEM, EDX – energinės dispersijos rentgeno spektroskopija, EDS – elektronų difrakcija pasirinktame plote).

6)      Plonų sluoksnių cheminės ir fazinės sudėties bei jų priklausomybės nuo gylio tyrimai rentgeno fotoelektronų ir Ože elektronų spektroskopijos metodais.

7)      Paviršiaus ir metalografiniai tyrimai optinės mikroskopijos metodais.

8)      Anglies ir sieros kiekių nustatymas anglies ir sieros analizatoriumi CS-2000. Anglies aptikimo riba plienuose 1 ppm.

Kompaktinė vamzdinė krosnis OFT-1200x-4-RTP (MTI Corporation, JAV, 2014 m.) 

įranga

Rentgeno spindulių difraktometras SmartLab (Rigaku, Japonija, 2011 m.):
Rentgeno spindulių šaltinis - 9 kW su besisukančiu Cu anodu;
Optika Polikristaliniams bandiniams: 1) Bragg-Brentano; 2) lygiagrečių spindulių; 3) polikapiliarinė optika; 4) ypač aukštos skiriamosios gebos ir intensyvumo daugiakristalinis difragavusiųjų spindulių analizatorius CALSA (Cu Ka1 spinduliuotė polikristaliniams bandiniams); gaubtas/plokščias grafito monochromatorius difragavusių spindulių pluošteliui;
Epitaksiniams sluoksniams didelės skyros optika: Ge monochromatoriai:
Ge (220)x2, Ge (220)x4, Ge (400)x2; analizatoriai: Ge (220)x2, Ge (400)x2,
Detektoriai: 1) taškinis scintiliacinis SC-70; 2) 1D (linijinis – linear) D/tex Ultra, 3) 2D (dvimatis) Pilatus 100K;

Mėginių laikikliai: 1) Eulerinis 5 ašių (χ, φ, x, y, z), X-Y (50-50 mm); 2) RxRy, milteliniams mėginiams; 3) aukštatemperatūrinis (aukštatemperatūrinė kamera Anton Paar DHS 1100, T = +20÷ +1100 °C vakuume ar helio dujų atmosferoje).
Vakuuminis priedėlis rentgeno spindulių sklaidos ties mažais kampais tyrimams (SAXS);
Speciali difraktometro ašis In-plane metodui;
Duomenų bazė PDF4+ (2017 m. laidos)

 
 

Rentgeno spindulių difraktometras D8 Advance (Bruker AXS, Vokietija, 2003 m.):
Rentgeno spindulių šaltinis - 2,4 kW rentgeno spindulių vamzdis su Cu anodu;
Optika 1) Bragg-Brentano optika; 2) lygiagrečių spindulių (Giobelio veidrodis); 3) V tipo Ge monochromatorius;
Detektoriai: taškinis scintiliacinis detektorius;
Mėginių laikikliai: Eulerinis (Ψ, φ, x, y, z) mėginių laikiklis. 

   

Fluorescentinis banginės dispersijos rentgeno spindulių spektrometras Axios mAX (Panalytical, Olandija, 2011 m.):
Rentgeno spindulių šaltinis 4 kW rentgeno spindulių vamzdis STmax160 su Rh anodu; Detektoriai: 1) proporcinis prapučiamasis; 2) proporcinis užlydytas (užpildytas Xe dujomis); 3) didelio efektyvumo scintiliacinis;
Kristalai-analizatoriai – 6 (analizuojami elementai nuo O iki U imtinai);
Programinė įranga: SuperQ - beetaloninei kiekybinei analizei, Ni-Fe-Co - lydinių kiekybinei analizei, FP-Multi - plonų sluoksnių kiekybinei analizei ir sluoksnių storio nustatymui, Pro-Trace - mikroelementų kiekybinei analizei.

 
 
 

Skenuojantis elektroninis mikroskopas Helios NanoLab 650 (FEI, Olandija, 2011 m.): dviejų spindulių sistema su Šotki tipo lauko emisijos elektronų (FE) šaltiniu ir galio jonų šaltiniu (FIB). Mėginių iškėlėjas Omniprobe 100.7 (Oxford Instruments), platinos nusodinimo ir anglies selektyvaus ėsdinimo dujų įvedimo įrenginiai, kolonos ir bandinių valymo šalčiu ir plazma sistemos. Rentgeno spindulių spektrometras INCAEnergy (Oxford Instruments) su X-Max Rentgeno kvantų detektoriumi. ThinFilm ID programinė įranga plonų sluoksnių elementinei analizei. Greitinanti įtampa iki 30 kV
Skyra: 0,8 nm (30-2 kV), 0,9 nm (1 kV), 1,5 nm (200 V).

 
 
 
 

Skenuojantis elektroninis mikroskopas EVO-50 (Carl Zeiss SMT, Vokietija, 2006 m.): volframo ir LaB6 elektronų šaltiniai; antrinių ir atspindėtųjų elektronų detektoriai; energijos ir bangų dispersijos (EDS ir WDS) rentgeno spindulių spektrometrai INCA (Oxford Instruments); vakuuminė sistema, leidžianti dirbti esant bandinio aplinkoje aukštam (apie 10-3 Pa) arba žemam (5- 2000 Pa) vakuumui. Greitinanti įtampa iki 30 kV.
Skyra 2 nm (LaB6), 3 nm (W) esant 15 kV.

 
 

Peršviečiantis elektroninis mikroskopas Tecnai G2 F20 X-TWIN (FEI, Olandija, 2011 m.): su Šotki tipo lauko emisijos elektronų šaltiniu. Keičiama greitinanti įtampa: 20, 40, 80, 120, 160, 200 kV. Didelio kampo žiedinis tamsaus lauko detektorius (HAADF), energijos dispersijos spektrometras EDAX su r-TEM rentgeno kvantų detektoriumi, 11 MPix ORIUS SC1000B CCD fotokamera (Gatan), goniometriniai laikikliai, bandinių valymo plazma sistema.
Mikroskopo skyra (taškinė-linijinė)- (0,25-0,102 nm).

 
 
 

Anglies ir sieros analizatorių CS-2000 (ELTRA, Vokietija, 2012 m.). 

 
 
 

Rentgeno fotoelektronų ir Ože elektronų spektrometras ESCALAB MK II
(VG Scientific, Jungtinė Karalystė, 1985 m.).
 

 

Mėginių paruošimo tyrimams įranga:

  • Rutulinis malūnas miltelinių mėginių (druskų, uolienų, mineralų, keramikos) paruošimui spektriniams ir difrakciniams (rentgeno struktūriniams) tyrimams Pulverisette 6 (FRITSCH, Vokietija). 80 ml talpos volframo karbido malimo indas ir 5 volframo karbido rutuliai;
  • Hidraulinis presas TP-20 (Herzog, Vokietija) miltelinių mėginių tablečių (Φ37,Φ20 ir Φ10 mm) formavimui;
  • Lydymo krosnis Eagon 2 (Panalytical, Olandija) miltelinių mėginių sulydymui į stiklo pavidalo mėginius (Φ27 mm) fluorescenciniam spektrometrui Axios mAX;
  • Automatinis skersinių šlifų ir paviršiaus paruošimo (poliravimo) įrenginys Tegramin-25 (Stuers, Danija).
Vykdomi projektai
  • Fotoaktyvių sluoksnių ir darinių kūrimas ir tyrimas fotovoltaikai. (2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos priemonės Nr. 09.3.3-LMT-K-712 „Mokslininkų, kitų tyrėjų, studentų mokslinės kompetencijos ugdymas per praktinę mokslinę veiklą“.) Registracijos Nr.01.2.2-LMT-K-718. Vadovas S.Ašmontas
  • III-grupės nitridų MOCVD auginimas Van der Valso epitaksijos metodu naudojant grafeną (GRAFoGaNas). (2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos priemonės Nr. 09.3.3-LMT-K-712 „Mokslininkų, kitų tyrėjų, studentų mokslinės kompetencijos ugdymas per praktinę mokslinę veiklą“.). Registracijos Nr.01.2.2-LMT-K-718. Vadovas T.Malinauskas.
  • Bismidiniai nanodariniai artimosios infraraudonosios spinduliuotės prietaisams. (Mokslininkų grupių projektas) Vykdymo laikotarpis 2017.10.02-2020.03.31. Paraiškos registracijos Nr. S-MIP-17-25. Vadovas V. Pačebutas.
  • Spartūs magnetovaržiniai procesai nanostruktūruotų manganitų sluoksnių jutikliuose, skirtuose elektromagnetinio formavimo įtaisų monitoringui. (Fizinių, biomedicinos, technologijos ir žemės ūkio mokslų sričių projektai, vykdomi bendrai su užsienio šalių partneriais). Vykdymo laikotarpis 2017.03.-2018.11. Paraiškos registracijos numeris Nr. P-MIP-17-470. Vadovas V. Stankevič.
svarbiausios publikacijos
  1. V. Pacebutas, R. Butkute, B. Cechavicius, S. Stanionyte, E. Pozingyte, M. Skapas, A. Selskis, A. Geizutis, A. Krotkus. Bismides: 2D structures and quantum dots. J.Phys. D-Appl.Phys. 50 (2017) 364002. DOI: 10.1088/1361-6463/aa7bdb.
  2. R. Butkutė, G. Niaura, E. Pozingytė, B. Čechavičius, A. Selskis, M. Skapas, V. Karpus and A. Krotkus. Bismuth Quantum Dots in Annealed GaAsBi/AlAs Quantum Wells. Nanoscale Research Letters (2017) 12:436. DOI 10.1186/s11671-017-2205-7.
  3. R. Juškėnas, G. Niaura, Z. Mockus, S. Kanapeckaitė, R. Giraitis, R. Kondrotas, A. Naujokaitis, G. Stalnionis, V. Pakštas, V. Karpavičienė. XRD studies of an electrochemically co-deposited Cu–Zn–Sn precursor and formation of a Cu2ZnSnSe4 absorber for thin-film solar cells. Journal of Alloys and Compounds 655 (2016) 281-289.
  4. A. Kežionis, D. Petrulionis, E. Kazakevičius, S. Kazlauskas, A. Žalga, R. Juškėnas. Charge carrier relaxation phenomena and phase transition in La2Mo2O9 ceramics investigated by broadband impedance spectroscopy. Electrocimica Acta 213 (2016) 306–313.
  5. R. Kondrotas, R. Juškėnas, A. Naujokaitis, G. Niaura, Z. Mockus, S. Kanapeckaitė, B. Čechavičius, K. Juškevičius, E. Saucedo, Y. Sánchez. Investigation of selenization process of electrodeposited Cu-Zn-Sn precursor for Cu2ZnSnSe4 thin-film solar cells. Thin solid films. 589 (2015) 165-172. ISSN 0040-6090.
  6. R. Kondrotas, R. Juškėnas, A. Naujokaitis, A. Selskis, R. Giraitis, Z. Mockus, S. Kanapeckaitė, G. Niaura, H. Xie, Y. Sánchez, E. Saucedo. Characterization of Cu2ZnSnSe4 solar cells prepared from electrochemically co-deposited Cu-Zn-Sn alloy. Solar energy materials and solar cells. 132 (2015) 21-28. ISSN 0927-0248.
  7. G. Lujanienė, K. Štamberg, V. Pakštas, R. Juškėnas, I. Kulakauskaitė, S. Šemčuk, K. Mažeika, D. Vopalka. Study of Pu sorption behavior in natural clay. Journal of radioanalytical and nuclear chemistry. 304 (2015) 53-59. ISSN 0236-5731.
  8. R. Butkutė, A. Geižutis, V. Pačebutas, B. Čechavičius, V. Bukauskas, R. Kondrotas, P. Ludewig, K. Volz, A. Krotkus. Multi-quantum well Ga(AsBi)/GaAs laser diodes with more than 6% of bismuth. Electronics letters. 50(16) (2014) 1155-1157. ISSN 0013-5194.
  9. M. Franckevičius, A. Gustainytė, R. Kondrotas, R. Juškėnas, M. Marcos, J.L. Serrano, R. Vaišnoras, V. Gulbinas. PPI-SA and PAMAM-SA dendrimers assisted synthesis of silver nanoparticles: structure, optical properties and stability. Journal of nanoparticle research. 16(4) (2014) 2343-1-13. ISSN 1388-0764.
  10. A. Jagminas, K. Mažeika, R. Kondrotas, M. Kurtinaitienė, A. Jagminienė, A. Mikalauskaitė. Functionalization of cobalt ferrite nanoparticles by a vitamin C-assisted covering with gold. Nanomaterials and nanotechnology. 4 (2014) 1-9. ISSN 1847-9804.
  11. J. Juodkazytė, B. Šebeka, I. Savickaja, A. Jagminas, V. Jasulaitienė, A. Selskis, J. Kovger, P. Mack. Study on copper oxide stability in photoelectrochemical cell composed of nanostructured TiO2 and CuxO electrodes. Electrochimica acta. 137 (2014) 363-371. ISSN 0013-4686.
  12. V. Klimas, V. Pakštas, I. Vrublevsky, K. Chernyakova, A. Jagminas. Fabrication and characterization of anodic films onto the type-304 stainless steel in glycerol electrolyte. Journal of Physical Chemistry C. 117(40) (2013) 20730–20737.
  13. L. Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė, A. Balčiūnaitė, A.Vaiciukevičienė, A. Selskis, E.Norkus. Investigation of electrocatalytic activity of titania nanotube supported nanostructured Pt-Ni catalyst towards methanol oxidation. Journal of Power Sources. 225 (2013) 20–26.
  14. J. Juodkazytė, B. Šebeka, I. Savickaja, A. Selskis, V. Jasulaitienė, P. Kalinauskas. Evaluation of electrochemically active surface area of photosensitive copper oxide nanostructures with extremely high surface roughness. Electrochimica acta. 98 (2013) 109-115.
  15. L. Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė, A. Jagminienė, A. Balčiūnaitė, A. Zabielaitė, J. Vaičiūnienė, A. Selskis, R. Juškėnas, E.Norkus. Electrocatalytic activity of the nanostructured Au-Co catalyst deposited onto titanium towards borohydride oxidation. International journal of hydrogen energy. 38(33) (2013) 14232-14241.
  16. L. Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė, A. Balčiūnaitė, A. Zabielaitė, I. Stankevičienė, V. Kepenienė, A. Selskis, R. Juškėnas, E. Norkus.Investigation of electrocatalytic activity of the nanostructured Au-Cu catalyst deposited on the titanium surface towards borohydride oxidation. Journal of electroanalytical chemistry. 700 (2013) 1-7.
  17. A. Survila, Z. Mockus, S. Kanapeckaitė, G. Stalnionis, R. Juškėnas, V. Jasulaitienė, Codeposition of zinc and copper in gluconate-sulfate solutions. Journal of Electrochemical Society, 160 (10), D428–D433 (2013).
  18. R. Juškėnas, S. Kanapeckaitė, V.M. Karpavičienė, Z. Mockus, V. Pakštas, A. Selskienė, R. Giraitis, G. Niaura. A two-step approach for electrochemical deposition of Cu–Zn–Sn and Se precursors for CZTSe solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells. 101 (2012) 277–282.
  19. L. Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė, A. Balčiūnaitė, A. Vaiciukevičienė, A. Selskis, V. Pakštas.Investigation of nanostructured platinum–nickel supported on the titanium surface as electrocatalysts for alkaline fuel cells. Journal of Power Sources. 208 (2012) 242– 247.
  20. R. Juškėnas, D. Avižinis, P. Kalinauskas, A. Selskis, R. Giraitis, V. Pakštas, V. Karpavičienė, S.Kanapeckaitė, Z. Mockus, R. Kondrotas. XRD, SEM and hotoelectrochemical characterisation of ZnSe electrodeposited on Cu and Cu-Sn substrates. Electrochimica Acta. 70 (2012) 118– 123.
  21. A.Survila, Z. Mockus, S. Kanapeckaitė, A. Grigucevičienė, G. Stalnionis. EIS characterization of Sn|Sn(II), gluconic acid system. Electrochimica Acta. 85 (2012) 594–599.