Mokslas

Atgal

Visuotinės dotacijos 2018-2021


Perovskitinių saulės elementų stabilumas: degradacijos vyksmų identifikavimas ir valdymas (Nr.09.3.3-LMT-K-712-01-0031)
Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2018 m. sausio mėn. iki 2021 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: dr. Marius Franckevičius
Pagrindiniai projekto vykdytojai:
Prof., habil. dr. Vidmantas Gulbinas
Dr. Renata Karpič
Dr. Andrius Devižis
Dr. Andrej Dementjev
Dr. Egidijus Kamarauskas
Projekto santrauka
Perovskitų saulės elementai pastarajį dešimtmetį yra viena iš sparčiausiai besivystančių alternatyvių saulės elementų technologijų. Nepaisant ypač didelės pažangos didinant perovskitų elementų našumą, kuris šiuo metu siekia 22%, jų laikinis stabilumas vis dar nėra pakankamas, o tai ypač nepalanku praktiniu požiūriu norint užtikrinti tolimesnį šios technologijos vystymą. Nors dalis priežasčių, dėl kurių vyksta perovskitų degradaciją yra žinomos ir siejamos tiek su išoriniais (deguonimi, ultravioletine spinduliuote, temperatūra) tiek su vidiniais (jonų migracija, histereze) veiksniais, visgi šių priežasčių įtakos perovskitų degradacijai supratimas dar nėra pakankamas, tačiau yra būtinas norint užtikrinti perovskitinių medžiagų stabilumą, kuris yra ypač svarbus tolimesniam šios technologijos vystymui.
Šiame projekte daugiausiai dėmesio bus skiriama dviems su perovskitų degradacija susijusiems aspektams. Pirma, tarpusavyje derindami spektroskopijos, fotoelektrinius ir struktūros charakterizavimo metodus tirsime šviesos sukeltų degradacijos procesų mechanizmus ir jų įtaką pagrindiniams prietaisų veikimą užtikrinantiems vyksmams. Antra, sieksime apsaugoti perovskitines medžiagas nuo fotodegradacijos įvesdami įvairias priemaišas ir apsaugodami nuo  nepageidaujamo aplinkos poveikio apsauginėmis dangomis, bei tirsime šių priemonių stabilizavimo mechanizmus ir pašalinį poveikį.
Projekto tikslas
Nustatyti degradacijos mechanizmus hibridiniuose perovskituose, bei rasti galimybes ir būdus juos stabilizuoti įvedant priemaišines medžiagas ir apsaugant nuo žalingo aplinkos poveikio.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos socialinio fondo lėšų.
Nanodarinių su bismuto turinčių medžiagų sluoksniais tyrimas (Nr.09.3.3-LMT-K-712-01-0032)

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2018 m. sausio mėn. iki 2021 birželio  mėn.
Projekto vadovas: prof. habil.dr. Arūnas Krotkus
Projekto santrauka
Projektas skirtas nanodarinių su bismuto turinčių medžiagų sluoksniais auginimo technologijos sukūrimui, jų fizikinių savybių tyrimui ir galimų taikymų paieškai. Bus tiriamos dvi objektų grupės: kvantinės duobės su trnarių ar keturnarių bismidų sluoksniais svarbios infraraudonosios (IR) optoelektronikos komponentams bei dariniai su elementinio bismuto bei dvinarių bismidų sluoksniais, svarbios naujų topologinių izoliatorių faze pasižyminčių medžiagų paieškoje. Derinant optinės spektroskopijos ir terahercinių impulsų žadinimo spektroskopijos rezultatus bus nustatyti elektronų energijos juostų trūkiai ribose tarp bismuto turinčių puslaidininkių ir kitų A3B5 grupės medžiagų sluoksnių ir nustatyti optimalūs I ir II tipo kvantinėms duobėms, skirtoms vidutinio infraraudonojo diapazono spinduliuotės šaltiniams, reikalingi sluoksnių sąstatai. Molekulių pluoštelių epitaksijos būdu bus užauginti tokių šaltinių dariniai, pagaminti bei ištirti šių prietaisų prototipai. Naudojant molekulių pluoštelių epitaksiją ir atominių sluoksnių nusodinimą bus užauginti elementinio bismuto ir dvinario AlBi nanosluoksniai bei nanodariniai su kais, ištirtos jų fizikinės charakteristikos ir numatytos praktinio panaudojimo perspektyvos.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos socialinio fondo lėšų.

Lazeriu asistuotas polimerų padengimas metalu elektronikai (LAPOME) (Nr.01.2.2-LMT-K-718-01 -0004)

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2018 m. sausio mėn. iki 2020 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: dr. Gediminas Račiukaitis
Projekto santrauka
Projektu siekiama sukurti ir pademonstruoti unikalią technologiją elektrinio laidumo takelių formavimui ant trimačių polimerinių paviršių, taikant lazerio sukeltą selektyvų cheminį metalų nusodinimą, kuri gali atpiginti prietaisų gamybą, naudojant 2-5 kartus pigesnę žaliavą. Šio metodo koncepcija buvo eksperimentiškai pagrįsta laboratorijoje. Selektyvaus metalizavimo procesą sudaro 3 etapai. 1 - Lazerinis paviršiaus modifikavimas. Sis žingsnis yra skirtas lokaliai paveikti polimero paviršių, kuris tampa jautrus cheminiam aktyvavimui. 2. Cheminis modifikuotų vietų aktyvavimas tirpaluose. 3. Cheminis besrovis metalo nusodinimas katalizės būdu ant chemiškai aktyvuoto paviršiaus. Siekiant pritaikyti metodą elektronikos laidumo takelių formavimui bus atlikti selektyvaus metalizavimo eksperimentai su įvairiomis polimerinėmis medžiagomis tinkamomis elektronikos produktų gamybai liejimo būdu. Taip pat bus atliekamos proceso spartos ir kokybės optimizavimas tam, kad metodas galėtų būti komerciškai patrauklus. Kadangi lazerinė įranga yra brangi, todėl proceso spartą labiausiai priklauso nuo lazerinio apdirbimo etapo. Tam kad būtų optimizuotas lazerinis procesas bus atliekami selektyvaus metalo nusodinimo tyrimai, naudojant didelio impulsų pasikartojimo dažnio pikosekundinį lazerį. Cheminių tirpalų stabilizavimo tyrimai bus vykdomi, norint panaudoti variavimo tirpalą nepertraukiamu būdu ir regeneruoti. Receptūra planuojama patentuoti. Taikomieji cheminio nusodinimo tyrimai bus atliekami, siekiant suformuoti daugiasluoksnę metalinę dangą, saugančia varinį laidumo takelį nuo oksidacijos. Kadangi procesas yra skirtas elektronikai ant 3D paviršių, todėl bus konstruojamas 3D spartaus lazerinio apdirbimo stendas, bei vykdomi selektyvaus metalizavimo eksperimentai naudojant jį. Galiausiai bus sukurtas prietaiso, turinčio integruotą elektroniką ant 3D polimerinio paviršiaus, prototipas naudojant naują laidumo takelių formavimo technologiją.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų.

Skaidrių medžiagų pramoninių lazerinių apdirbimo technologijų vystymas (SKAILAZ) (Nr.01.2.2-LMT-K-718-01-0003

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2018 m. sausio mėn. iki 2021 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: dr. Paulius Gečys
Projekto santrauka
Plečiantis plokščiųjų ekranų, fotonikos, mikro-fluidikos, optoelektronikos bei optikos rinkoms atsiranda didelis skaidrių medžiagų apdirbimo technologijų poreikis pasauliniu mastu. Apdirbimo kokybės reikalavimai taip pat smarkiai auga. Reikalingi apdirbimo procesai, užtikrinantys precizinę apdirbimo kokybę bei didelę spartą. Paprastai nanosekundiniai lazerio impulsai užtikrina didelę apdirbimo spartą, tuo tarpu precizinis apdirbimas yra lėtas ir reikalaujantis pikosekundinių impulsų. Tokiu atveju vienos impulso trukmės apdirbimas negali užtikrinti ir aukštos spartos, ir kokybės. Todėl šio projekto metu mes naudosime unikalų hibridinį nanosekundinį - pikosekundinį lazerį (gamintojas UAB Ekspla) gebantį greitai keisti impulso trukmę. Todėl šio projekto tikslas yra sukurti lanksčias skaidrių medžiagų apdirbimo technologijas apjungiant precizinį apdirbimą ir dideles spartas. Tokių technologijų vystymo poreikis yra itin didelis. Mes vystysime keturias skirtingas skaidrių medžiagų apdirbimo technologijas: apdirbimą iš apatinės bandinio pusės (pjovimas, gręžimas, frezavimas), skaidrių medžiagų lazerinį raižymą panaudojant Beselio-Gauso pluoštą bei kelių fokuso židinių optiką, vandeniu asistuotą lazerinę abliaciją bei lazeriu inicijuotą cheminį ėsdinimą. Pagrindiniai projekto rezultatai apims skaidrių medžiagų lazerinių apdirbimo technologijų išvystymą bei komponentų prototipų, skirtų fotonikos pramonei gamybą.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų.

Išmanios membranos elektrocheminiams prietaisams (Nr.01.2.2-LMT-K-718-01-0063)

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2018 m. sausio mėn. iki 2021 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: prof., habil. dr. Arūnas Ramanavičius
Projekto santrauka
“Išmanios membranos elektrocheminiams prietaisams“ projekto metu bus įgyvendinamos šios veiklos: kuriamos kelios serijos skirtingomis savybėmis pasižyminčių membranų/sluoksnių, kurios pasižymės skirtingu pralaidumu anijonams/katijonams ir/arba užtikrins krūvio pernašą tarp skirtingų elektrocheminės sistemos elementų. Šių technologinių problemų sprendimui bus taikomos kompozitinės struktūros sudarytos iš polimerinio nešėjo pagrindo (pvz. celiuliozės ir/arba kt.) įvairiai modifikuoti elektrai laidūs polimerai, kurių sintezės ir taikymo, matematinio modeliavimo srityse šiam projektui vykdyti suburtos mokslinės grupės nariai turi gana didelę patirtį. Projekto metu bus sukurtos naujomis technologinėmis, pralaidumo bei elektrocheminėmis savybėmis pasižyminčios membranos, tinkamos tiek elektrocheminių jutikliu ir biologinių jutiklių atrankumo, krūvio pernašos tarp skirtingų elektrocheminės sistemos komponentų efektyvumo padidinimui, tiek elektrocheminių vandens valymo įrenginių efektyvumo padidinimui. „Išmaniose membranose“ panaudojant įvairiai modifikuotų bei skirtingai oksiduotų elektrai laidžių polimerų struktūras (nanodaleles, nanosluoksnius ir kt.), numatoma sukurti tiek katijonams, tiek anijonams nepralaidžias membranas. Naujai kuriamose „išmaniose membranose“ numatoma taikyti polipirolo, polianilino, politiofeno ir kitų elektrai laidžių pi-pi-konjuguotų polimerų darinius į polimerinę grandinę įjungiant ir karbazolo bei kitų lengvai oskiduotis redukuotis galinčių heterociklinių darinių monomerus.
Projekto metu „išmaniose membranose“ taikant elektrai laidžius polimerus numatoma pasiekti svarų technologinį proveržį.
Projekto tikslas
Sukurti seriją naujos kartos “išmanių” dalinai pralaidžių membranų, skirtų patobulinti elektrocheminiams įrenginiams (biologiniams jutikliams, elektrolizės bei elektrocheminiams vandens valymo/joninės sudėties keitimo įrenginiams).
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų.

Kompaktiški terahercinės spinduliuotės plazmoniniai emiteriai (Nr.01.2.2-LMT-K-718-01-0047)

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2017 m. gruodžio mėn. iki 2020 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: dr. Irmantas Kašalynas
Projekto santrauka
FTMC Terahercinės fotonikos laboratorija (TFL) yra nekoherentinių THz detektorių bei THz fotonikos komponentų mokslinių tyrimų ir eksperimentrinės plėtros lyderė Lietuvoje ir visame pasaulyje. TFL sukurti THz detektoriai ir difrakcinė THz optika bei inicijuotos spektroskopinio THz vaizdinimo metodikos sparčiai skinasi kelią į praktinius taikymus medicinoje, medžiagų diagnostikoje bei saugumo srityse. Tobulėjant THz komponentams gausėja tyrimų sričių, kur gali būti naudojamos THz technologijos, tačiau jų plėtrą stabdo iki šiol didelė nekoherentinių THz šaltinių kaina, dydis, maži THz galingumai, naudojamų technologijų ribotumas gaminti didelio skaičiaus THz šaltinių masyvus.
Projekto tikslas
Kurti kompaktiškus THz dažnio emiterius pritaikant plazmonų fiziką bei gardelės atomų virpesių (fononų) sąveikos su plazmonais ypatumus. Projekto metu siekiama, kad plasmoniniai THz emiteriai taptų konkurencingi šiuo metu rinkoje dominuojantiems elektroninio tipo THz šaltiniams, veikiantiems kambario temperatūroje. Projekto metu vykdoma MTEP veikla gerinant elektriškai valdomų 2DE plazmoninių emiterių darbą (elektrinių kontaktų tobulinimas, naujo dizano ir kokybės užtūros elektrodų kūrimas); didinama išvedamos plazmoninės THz spinduliuotės galia ir gerinamos spektrinės charakteristkos dėka optimizuotų plazmonų-fononų sąveikos mechanizmų bei sumažinto šalutinių emisijos kanalų efektyvumo.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų.

Tiesinio optinio židinio su poliarizacijos kontrole sukūrimas lazeriniams skaidrių terpių mikroapdirbimo taikymams (OptiPol) (Nr.09.3.3-LMT-K-712-01-0167)

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2018m. sausio mėn. iki 2021 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: dr. Sergejus Orlovas
Projekto santrauka
Fotonika yra yra pripažinta Europos Komisijos (EK) kaip viena iš kertinių įgalinančių technologijų. Sudėtinė fotonikos dalis yra lazerinis skaidrių terpių mikroapdirbimas. Tai yra sudėtingas procesas, kurio metu įvairios skaidrios terpės yra pjaunamos, skaidomos bei apdirbamos tūryje. Tokie procesai vis dažniau reikalauja netradicinių lazerinių pluoštų, kur tampa svarbi ir pluošto struktūra židinio židinio aplinkoje. Dėl šios priežasties yra svarbu gebėti valdyti impulsinio pluošto struktūrą bei erdvinę-laikinę sandarą.Lazeriniame mikroapdirbime tampa svarbi ir elektromagnetinio pluošto poliariazacija. Jau dabar literatūroje atsiranda vis daugiau nuorodų į tai, jog poliarizacija gali gerokai pagerinti skaidrių terpių lazerinio mikroapdirbimo efektyvumą su femtosekundinių trukmių impulsais. Lietuvos lazerių pramonės kompanijos, dirbančios su skaidrių terpių mikroapdirbimu, jaučia poreikį atlikti tiek teorinius, tiek eksperimentinius darbus mokslo institucijose. Šiuo teikiamu projektu bus bandoma spręsti su lazeriniu skaidrių terpių mikroapdirbimu susijusias Lietuvos lazerių pramonės užduotis.
Projekto tikslas
Naujų vektorinių ir ultratrumpų pluoštų formavimas su geometrinės fazės elementais. Šie naujoviškos sandaros pluoštai bus metodiškai nagrinėjami kaip lazerinio mikroapdirbimo įrankis, bei sistemiškai tobulinami atsižvelgiant į eksperimentinius rezultatus. Papildomai bus atliekami skaitmeniniai modeliavimai, siekiant optimizuoti pluošto linijinį židinį bei poliarizaciją skirtingo tipo skaidrių terpių mikroapdirbimui.
Vykdant šį projektą bus išvystyti naujo tipo 2D ir 3D geometrinės fazės elementai, skirti specifiniams skaidrių terpių apdirbimui pritaikytiems impulsiniams pluoštams sukurti. Tai leistų Lietuvos lazerinėms kompanijoms konkuruoti globaliu matu, o projekte dalyvaujantiems mokslininkams prisidėti prie industrinio tipo prototipų sukūrimo bei išmokti sklandžiai bendrauti su Lietuvos lazerių kompanijomis.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos socialinio fondo lėšų.

Fotoaktyvių sluoksnių ir darinių kūrimas ir tyrimas fotovoltaikai (Nr.01.2.2-LMT-K-718-01-0050)

Projekto vykdymo laikotarpis:  nuo 2017 m. gruodžio mėn. iki 2021 gruodžio mėn.
Projekto vadovas: prof., habil.dr. Steponas Ašmontas
Projekto santrauka
Energetinių išteklių mažėjimas tampa rimtu iššūkiu Europai ir visam pasauliui. Viena perspektyviausių ir labiausiai tausojančių aplinką energijos šaltinių yra elektros energija, gaunama iš saules elementų. Tačiau saulės elementų gaminama elektros energija šiuo metu yra žymiai brangesnė, nei elektros energija, gaminama tradiciniais būdais. Sumažinti fotoelektros kainą galima, sumažinus saulės elementų kainą arba padidinus jų konversijos efektyvumą.
Projekto tikslas
Susintetinti fotoaktyvius organinius-neorganinius perovskitų sluoksnius ir sukurti organinių-neorganinių perovskitų/silicio tandeminius saulės elementus, turinčius didelį konversijos efektyvumą, kurie vėliau galėtų būti komercinami. Tikslui pasiekti bus sukurtos organinių-neorganinių perovskitų sluoksnių, tinkamų tandeminių saulės elementų gamybai, sintetinimo technologijos. Susintetintų organinių-neorganinių perovskitų sluoksnių struktūros bus tiriamos skenuojančios ir peršvietimo elektroninės mikroskopijos, rentgenospektrinės analizės metodais. Taip pat bus tiriamos jų optinės savybės bei fotosužadintų krūvininkų dinamika foto liuminescencijos ir spektrinės elipsometrijos metodais. Bus sukurti efektyvūs dreifiniai-difuziniai ir hidrodinaminiai algoritmai bei Monte Carlo programos, skirtos fotoelektrovarai ir fotogeneruotų krūvininkų dinamikai perovskitų sluoksniuose ir puslaidininkiniuose dariniuose modeliuoti. Tai leis optimizuoti hibridinio fotovoltinio elemento struktūrą. Remiantis gautais rezultatais, bus kuriami ir tiriami tandeminiai organinių-neorganinių perovskitų/Si saulės elementai, turintys didelį konversijos efektyvumą.
Mokslinio tyrimo rezultatai prisidės prie Sumanios specializacijos programos prioritetinės krypties „Nauji gamybos procesai, medžiagos ir technologijos” prioriteto „Funkcinės medžiagos ir danga“ veiksmų plano“ įgyvendinimo, nes jie skatins Lietuvos ekonomikos orientaciją į aukštą pridėtinę vertę.
Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų.