tartu Ülikool · fÜÜsika instituutaidla, m. aints, j. raud and m. kirm, ion induced electron...

Tartu Ülikool · FÜÜSIKA INSTITUUTINSTITUTE OF PHYSICS · University of Tartu

FI

Füüsika Instituut 2005. aasta aprillist Füüsika Instituut 2005. aasta aprillist 2006. aasta novembrini ehk 2006. aasta novembrini ehk

nanotehnoloogiastnanotehnoloogiast meditsiinifüüsikani meditsiinifüüsikani

FIFI--s töötab põhikohaga üle 70s töötab põhikohaga üle 70--e teaduskraadiga teadlase, oma e teaduskraadiga teadlase, oma doktoritööd teeb siin meie teadlaste juhendamisel ligi 20 doktoritööd teeb siin meie teadlaste juhendamisel ligi 20 doktoranti. Samuti on meil hõivatud üle 30doktoranti. Samuti on meil hõivatud üle 30--e magistrandi ja e magistrandi ja mitukümmend põhiõppe tudengit (füüsika ja materjaliteadus).mitukümmend põhiõppe tudengit (füüsika ja materjaliteadus).

Eesti teaduse tippkeskuste konverents 29. nov. 2006 Tallinnas

Mõned märksõnad: Laserid, pinnauuringud ja kileMõned märksõnad: Laserid, pinnauuringud ja kile--tehnoloogiad, sünkrotronkiirgus, tehnoloogiad, sünkrotronkiirgus, luminofooridluminofoorid ja kiirgust ja kiirgust

konverteerivad materjalid, keskkonnakonverteerivad materjalid, keskkonna-- ja biofüüsika.ja biofüüsika.Eesti teaduse tippkeskuste konverents 29. nov. 2006 Tallinnas

Füüsika Instituut teeb koostööd teaduskeskustega rohkem kui 20 rFüüsika Instituut teeb koostööd teaduskeskustega rohkem kui 20 riigis, iigis, s.h. Rootsis, Soomes, Saksamaal, USAs.h. Rootsis, Soomes, Saksamaal, USA--s jm. Eriti tihe koostöö on sünks jm. Eriti tihe koostöö on sünk--rotronkeskustegarotronkeskustega MAXMAX--lab Lundislab Lundis, Rootsis, DESY Hamburgis, Saksa, Rootsis, DESY Hamburgis, Saksa--maal, ESRFmaal, ESRF--s s Grenoble’is Grenoble’is Prantsusmaal. Laserkeskustega Prantsusmaal. Laserkeskustega -- Lund, Lund, SaclaySaclay


Minu ettekanne 2005. aasta Minu ettekanne 2005. aasta tippkeskuste konverentsil tippkeskuste konverentsil

lõppes nende kolme slaidigalõppes nende kolme slaidiga

Partnerluses mitmete (väike)firmadega Partnerluses mitmete (väike)firmadega käivitasime käivitasime NanotehnoloogiateNanotehnoloogiate teadusteadus--arenduskeskuse (nn. arenduskeskuse (nn. NanoNano TAKTAK--i)i)


TÜ Füüsika InstituutMikromasch EestiMaico MetricsNextech SupplyK-TEK Int. (USA)Evikon MCI

50% tegevusest TÜ FI baasil, 50% mujal.

~30-40 töötajat. Eelarve 9.1 mln. krooni 2006. aastal

NanoTAKNanoTAK, tegevussuunad, tegevussuunadNanosensorid. Nanostruktuursetel õhukestel kiledel baseeruvad gaasisensorid (4 projekti)Nanoseadmed.Teravikmikroskoopia andurid (4 projekti)

Nanometroloogia.Nanokalibratsiooni etalonid (2 projekti)


Nanostruktuursed sensormaterjalid

Meetodid

Alus-stuktuurid

Nanotehnoloogiate Nanotehnoloogiate Arenduskeskus (Arenduskeskus (nano nano TAK)TAK)


CNT-teravik(TEM pilt, Mikromasch)

DNA molekulid, (d=2nm)(AFM pilt, Mikromasch)

NanoTAKNanoTAK, mõned tulemused, mõned tulemused


SensormaterjalideSensormaterjalide uuringuduuringud

Hapnikusensor– Sm: TiO2

– Värvainetega dopeeritud polümeerid

Ohtlike gaaside (CO, NO2, NH3 jt.) sensorid– SnO2

– Cr2O3 - TiO2- Co2O3

(nanostruktuursed)

luminestsents

elektrijuhtivus


SensoriSensori prototüübidprototüübid


0 200 400 600 800

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

air in

closed volume 5 ml

O2 /

%

time / s

Toimub EAS eeluuring selgitamaks optilise hapnikuanduri kasutusvõimalusi bioandurites

Rakendusnäide: putukate hingamineRakendusnäide: putukate hingamine


2 olulist tehnoloogiat kontrollitavate omadustega 2 olulist tehnoloogiat kontrollitavate omadustega nanokiledenanokilede saamisekssaamiseks-- impulsslaserssadestamineimpulsslaserssadestamine (ILS) (ILS) ja aatomkihtsadestamine (AKS)ja aatomkihtsadestamine (AKS)


7.5 μm

TiO2 20 nm

TiO2 16 nm

Olulisemad rakenduslikud tulemusedOlulisemad rakenduslikud tulemused AKS AKS alalalalUudsed tehnoloogilised lahendused mikroelektroonikale vajalike dUudsed tehnoloogilised lahendused mikroelektroonikale vajalike dielektrikielektrikuteutesünteesikssünteesiks

uued lähteainete kombinatsioonid uued lähteainete kombinatsioonid ((metalljodiidel põhinevadmetalljodiidel põhinevad))kiipidekiipide 33--mõõtmmõõtmeelist list integratsiooni võimaldavad protsessid integratsiooni võimaldavad protsessid (s.h. (s.h. ühtlase ühtlase paksusega kilede kasvatamine keerulise kujuga pindadelepaksusega kilede kasvatamine keerulise kujuga pindadele))Koostöö firmaga Koostöö firmaga Infineon TechnologiesInfineon Technologies AG AG –– alates 2006. a. alates 2006. a. QimondaQimonda AGAG



Materjaliteaduse ja materjalide tehnoloogia doktorikoolis õpib Materjaliteaduse ja materjalide tehnoloogia doktorikoolis õpib kokku praegu 50 doktoranti, kellest umbes 20 teevad oma kokku praegu 50 doktoranti, kellest umbes 20 teevad oma doktoritööd FI teadustöötajate juhendamisel. See arv kasvab aastdoktoritööd FI teadustöötajate juhendamisel. See arv kasvab aastaa--aastaltaastalt. .


Firingvoltage ~ 200V

Ne-Xe(3-10%) or

HexNe1-xXe(3-5%) mixture

at 500 Torr

mean ion energies: 10-20eV

Televiisori ühe Televiisori ühe plasmaraku plasmaraku läbilõigeläbilõige

“SAMSUNGI” projekti ülevaade“SAMSUNGI” projekti ülevaade

150 160 170 180 190 200 210

MgO Crystal- highest purity, EBD601MgO Crystal,EBD627MgO Crystal, EBD602MgO Crystal, EBD602

MgO:Ge, EBD624MgO:Be EBD619MgO:Be EBD606MgO:Be EBD618S3(SDI),EBD599

MgO Crystal, PLD80,81Sample supplied bySDISample supplied by SDI

MgO(CuO)PLDMgO Sa3, PLD104, 105

MgO Sa3, EBD663MgO Sa3, EBD663-2

MgO Sa3, EBD667MgO Sa3, EBD667

MgO, EBD688-3-with MgO suspension MgO HOP, EBD688-1MgO HOP, EBD688-2MgO HOP, EBD688-3MgO HOP, EBD688-3MgO HOP, EBD688-4MgO HOP, EBD688-4MgO HOP, EBD688-5

MgO HOP, EBD722MgO:Sc 3%, EBD755MgO:Sc 3%, EBD740

MgO: Sc 1%, PLD132, 133

FV, V

Repeated measurements




Seeria süttimispinge Seeria süttimispinge mõõtmise tulemusimõõtmise tulemusi


Kristallikasvatus Kristallikasvatus kaarleegiskaarleegis


• Koostöö tuntud suure rahvusvahelise korporatsiooniga Koostöö tuntud suure rahvusvahelise korporatsiooniga •• Oleme tegelenud väga huvitava komplekse teadusliku probleemigaOleme tegelenud väga huvitava komplekse teadusliku probleemiga•• On ilmunud artikkel juhtivas teadusajakirjas ja ettevalmistamiOn ilmunud artikkel juhtivas teadusajakirjas ja ettevalmistamisel sel veel järgmisedveel järgmised

Y.T. Matulevich, Min-Suk Lee, Jae-Hyuk Kim, Jong-Seo Choi, Suk-Ki Kim, Soon-Sung Suh, Dong-Sik Zang, J. Aarik, A. Aidla, M. Aints, J. Raud and M. Kirm, Ion induced electron emission from different crystalline phases of ZrO2, Applied Physics Letters 88 (2006) 211504

• Oleme selgitanud välja seaduspärasused, mis võimaldavad edaspidiOleme selgitanud välja seaduspärasused, mis võimaldavad edaspiditeha uuritavate materjalide eelvaliku teha uuritavate materjalide eelvaliku –– tarbijasõbralikku tulemust tarbijasõbralikku tulemust veel 1. aastaga ei saavutatud.veel 1. aastaga ei saavutatud.

KOKKUVÕTTEKS "SAMSUNGI" PROJEKTISTKOKKUVÕTTEKS "SAMSUNGI" PROJEKTIST


2005. a novembris võitsime EAS2005. a novembris võitsime EAS--i poolt korraldatud i poolt korraldatud konkursi "konkursi "TeadusTeadus-- ja arendustegevuse ning ja arendustegevuse ning innovatsiooni edendamine" osa innovatsiooni edendamine" osa ““Teaduse tippkeskuste Teaduse tippkeskuste programmprogrammii”” oma taotlusega "Materjaliteadus Eesti oma taotlusega "Materjaliteadus Eesti kõrgtehnoloogiliseks arenguks" (MEKA) koondhindega kõrgtehnoloogiliseks arenguks" (MEKA) koondhindega 7,72 ja tulemusena saime 7,72 ja tulemusena saime 17,7 milj. krooni TÜ FI 17,7 milj. krooni TÜ FI infrastruktuuri ja aparatuuri kaasajastamiseks.infrastruktuuri ja aparatuuri kaasajastamiseks. Lisaks Lisaks muule võimaldas see meil hankida muule võimaldas see meil hankida femtosekundfemtosekundlaserkompleksi ja täiustada Baltikumis unikaalset laserkompleksi ja täiustada Baltikumis unikaalset pinnauuringute seadet skaneeriva elektronmikroskoobi, pinnauuringute seadet skaneeriva elektronmikroskoobi, He krüostaadiHe krüostaadi ja madalaenergeetiliste elektronide ja madalaenergeetiliste elektronide difraktsiooniseadmegadifraktsiooniseadmega (LEED).(LEED).



Pinnauuringute kompleksPinnauuringute kompleks

Femtosekund Femtosekund laserkomplekslaserkompleks


Eesti teadlased liituvad “EUROATOM” fusiooni programmiga alates 2007.

Eesti Uurimisüksus Soome TEKES assotsiatsiooni koosseisusJuht Dr. Madis Kiisk

Enne

Pärast

kiirgus

osakesed

• materjalide kahjustuminereaktoris - DEMO• triitiumi määramine• plasma diagnostika• plasma simulatsioonid

Photon Energy (eV)10 12 14 16 18 20

Ref

lect

ivity

LiF 8 Kvirgin sample1.2 ×1012 Pb/cm2

2.5 ×1012 Pb/cm2


UNESCO kinnitas 2005. aasta Füüsika aastaks. UNESCO kinnitas 2005. aasta Füüsika aastaks. Seoses sellega käivitasime koos partneritega Seoses sellega käivitasime koos partneritega mitmeid tegevusi täppisteaduste ja eriti füüsika mitmeid tegevusi täppisteaduste ja eriti füüsika populariseerimiseks.populariseerimiseks.


Seose füüsika aastaga avaldasime igas 2005. a. “Horisondis” väheSeose füüsika aastaga avaldasime igas 2005. a. “Horisondis” vähemalt ühe malt ühe populaarteadusliku artikli, kus tutvustasime meie teadlaste tegepopulaarteadusliku artikli, kus tutvustasime meie teadlaste tegemisi ja misi ja saavutusi. Selle eest omistati meile MTÜ Loodusajakirja aastapresaavutusi. Selle eest omistati meile MTÜ Loodusajakirja aastapreemia emia “Seest suurem Eesti”.“Seest suurem Eesti”.


2005. a. kevadest käivitasime Eesti Füüsika Seltsi egiidi 2005. a. kevadest käivitasime Eesti Füüsika Seltsi egiidi all füüsikabussi "Suur Vanker", mis sõitis läbi suure all füüsikabussi "Suur Vanker", mis sõitis läbi suure osa Eesti koole ja tutvustas nii õpilastele kui osa Eesti koole ja tutvustas nii õpilastele kui õpetajatele populaarseid füüsikakatseid. Projekt õpetajatele populaarseid füüsikakatseid. Projekt jätkub “Väikese Vankriga”. Füüsikabuss võitis Eesti jätkub “Väikese Vankriga”. Füüsikabuss võitis Eesti teaduse populariseerimise konkursil I preemia ja on ka teaduse populariseerimise konkursil I preemia ja on ka EK teaduse populariseerimise konkursi EK teaduse populariseerimise konkursi nominentnominent..


2005. a. 2005. a. kevadest kunikevadest kuni 2006. a. 2006. a. kevadeni tegi rkevadeni tegi rüühmhm EFSEFSnoorfnoorfüüüüsikuid sikuid (suur osa (suur osa nendest on nüüd meie nendest on nüüd meie kraadiõppurid)kraadiõppurid) ETV ETV Terevisiooni Tartu stuudios Terevisiooni Tartu stuudios ffüüüüsikaeksperimentesikaeksperimente. . InternetisInternetis on on vvõõimalik imalik toonaseid klippe toonaseid klippe veel praegugi veel praegugi vaadatavaadata. .


Koostöös mitmete partneritega oleme Koostöös mitmete partneritega oleme loonud loonud veebikeskkonnadveebikeskkonnad, kus muuhulgas , kus muuhulgas koolid saavad informatsiooni uuemate koolid saavad informatsiooni uuemate füüsikafüüsika-- ja tehnoloogiasaavutuste kohta, ja tehnoloogiasaavutuste kohta, samuti alla laadida samuti alla laadida videosidvideosid huvitavate huvitavate füüsikakatsete kohta.füüsikakatsete kohta.


Tulevikuplaanid. Tulevikuplaanid. Valmistume EU tõukefondide kasutuselevõtuks ja Valmistume EU tõukefondide kasutuselevõtuks ja uueks tippkeskuse taotlusvooruks, samuti valmistame uueks tippkeskuse taotlusvooruks, samuti valmistame ette koos TÜ FK teaduskonnaga ja TTÜette koos TÜ FK teaduskonnaga ja TTÜ--ga ga materjaliteaduse riiklikku programmi ja arengukava.materjaliteaduse riiklikku programmi ja arengukava.


Algab europrojekt “STRING” (STREP), mida juhib “Philips” ja kus Algab europrojekt “STRING” (STREP), mida juhib “Philips” ja kus on on eesmärgiks täiustada PET tomograafia kasutamisvõimalusi ning väleesmärgiks täiustada PET tomograafia kasutamisvõimalusi ning välja ja töötada paremad gammakiirguse detektorid.töötada paremad gammakiirguse detektorid.

Väljatöötatavad uued Väljatöötatavad uued stsintillaatoridstsintillaatorid..


Koostöös Turu ja Oulu ülikooliga Koostöös Turu ja Oulu ülikooliga alustasime normaallangemisega alustasime normaallangemisega kiirekanali lisaharu ehitamist uuele kiirekanali lisaharu ehitamist uuele 3.3.ndanda põlvkonna ringile MAXpõlvkonna ringile MAX--III III sünkrotronkeskuses sünkrotronkeskuses LundisLundis

Tänan tähelepanu eest

tartu Ülikool · fÜÜsika instituutaidla, m. aints, j. raud and m. kirm, ion induced electron...

Documents