MPŠ
MPŠ MP&Scaron MP&Scaron MP&Scaron Avtorji

Mednarodna
podiplomska šola
Jožefa Stefana

Jamova 39
SI-1000 Ljubljana
Slovenija

Tel: (01) 477 31 00
Faks: (01) 477 31 10
E-pošta: info@mps.si

Išči

Opis predmeta

Lokalne električne, elektromehanske in termične lastnosti senzorskih materialov

Programi:

Senzorske tehnologije, 3. stopnja

Sodelavci:

doc. dr. Hana Uršič Nemevšek

Cilji:

Cilji predmeta so:
• študent se seznani s koncepti in opremo za določanje lokalnih električnih, elektromehanskih in toplotnih lastnosti različnih senzorskih materialov.
• študent spozna osnovne principe delovanja AFM, PFM, CAFM in SThM ter ostale sorodne tehnike, kot so AFM s Kelvinovo sondo (KPFM), mikroskopija električnih sil (EFM) in mikroskopija magnetnih sil (MFM).
• študent izmeri in analizira lokalne lastnosti senzorskih materialov (kratek raziskovalni projekt).

Kompetence študenta:
• izbere primerno tehniko za določanje želenih lokalnih lastnosti
• zna pripraviti vzorce (npr. kristale, volumenske materiale, tanke in debele plasti, nanomateriale, etc.) za meritve lokalnih lastnosti
• določi in analizira želene lokalne lastnosti senzorskega materiala, kot so na primer lokalna električna prevodnost, lokalen piezoelektrični odziv, feroelektrična domenska struktura, lokalna toplotna prevodnost, etc.
• zna povezati lokalne in makroskopske lastnosti materialov

Vsebina:

• Aktualne tehnološke rešitve in metode za merjenje lokalnih električnih, elektromehanskih in termičnih lastnosti funkcijskih materialov
• Osnovni principi delovanja mikroskopa na atomsko silo (AFM) s piezoelektričnim (PFM), prevodnim (CAFM) in temperaturnim (SThM) modulom ter ostale sorodne tehnike
• Napredne merilne tehnike na osnovi AFM, kot na primer tehnika za določanje lokalnih elektrokaloričnih lastnosti na osnovi modificiranega SThM sistema
• Povezave med lokalnimi in makroskopskimi lastnostmi funkcijskih materialov
• Individualno poglobljena analiza izbranega realnega primera iz študentove disertacije:
I) izbor primerne tehnike za določitev želenih lokalnih lastnosti (kot na primer lokalne električne prevodnosti, lokalnega piezoelektričnega odziva, feroelektrične domenske strukture, nukleacija in preklaplanje domen, lokalna toplotna prevodnost, itd);
II) eksperimentalno delo na mikroskopu ter analiza dobljenih rezultatov.

Temeljna literatura in viri:

Izbrani članki predvsem v revijah Nature, Science, Advanced Functional Materials, Sensors and Actuators, Physical Review Letters, Acta Materialia

S. Kalinin, A. Gruverman, Scanning probe microscopy, Electrical and electromechanical phenomena at the nanoscale, 2007, Springer Science+Business Media, LLC.

Izbrane reference nosilca:

1. URŠIČ, Hana, RICOTE, Jesús, AMORÍN, Harvey, HOLC, Janez, KOSEC, Marija, ALGUERÓ, Miguel. Ferroelectric domain configurations in 0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3 thick films determined by piezoresponse force microscopy. Journal of physics. D, Applied physics, 2012, vol. 45, no. 26, str. 265402-1-265402-11, [COBISS.SI-ID 25895463]
2. ROJAC, Tadej, URŠIČ, Hana, BENČAN, Andreja, MALIČ, Barbara, DAMJANOVIĆ, Dragan. Mobile domain walls as a bridge between nanoscale conductivity and macroscopic electromechanical response. Advanced functional materials, 2015, vol. 25, no. 14, str. 2099-2108 [COBISS.SI-ID 28359975]
3. KUPEC, Alja, URŠIČ, Hana, FRUNZǍ, Raluca-Camelia, TCHERNYCHOVA, Elena, MALIČ, Barbara. Microstructure-dependent leakage-current properties of solution-derived (K0.5Na0.5)NbO3 thin films. Journal of the European ceramic society, 2015, vol. 35, no. 13, str. 3507-3511 [COBISS.SI-ID 28709927]
4. URŠIČ, Hana, DRNOVŠEK, Silvo, MALIČ, Barbara. Complex domain structure in polycrystalline Pb(Sc0.5Nb0.5)O3. Journal of physics. D, Applied physics, ISSN 0022-3727, 2016, vol. 49, str. 115304-1-115304-4, [COBISS.SI-ID 29301543]
5. ROJAC, Tadej, BENČAN, Andreja, DRAŽIĆ, Goran, SAKAMOTO, Naonori, URŠIČ, Hana, JANČAR, Boštjan, TAVČAR, Gašper, MAKAROVIČ, Maja, WALKER, Julian, MALIČ, Barbara, DAMJANOVIĆ, Dragan. Domain-wall conduction in ferroelectric BiFeO3 controlled by accumulation of charged defects. Nature materials, [in press] 2016, 7 str., doi: 10.1038/nmat4799. [COBISS.SI-ID 29936679]
6. KUŠČER, Danjela, NOSHCHENKO, Oleksandr, URŠIČ, Hana, MALIČ, Barbara. Piezoelectric properties of ink-jetprinted lead zirconate titanate thick films confirmed by piezoresponse force microscopy. Journal of the American Ceramic Society, 2013, vol. 96, no. 9, str. 2714-2717, [COBISS.SI-ID 27023911]
7. URŠIČ, Hana, BOBNAR, Vid, MALIČ, Barbara, FILIPIČ, Cene, VRABELJ, Marko, DRNOVŠEK, Silvo, YOUNGHUN, Jo., WENCKA, Magdalena, KUTNJAK, Zdravko. A multicaloric material as a link between electrocaloric and magnetocaloric refrigeration. Scientific reports, 2016, vol. 6, str. 26629-1-26629-5 [COBISS.SI-ID 29513767]
8. Nosilka slovenskega dela M-ERA NET projekta:
URŠIČ, Hana, BENČAN, Andreja, DRNOVŠEK, Silvo, BELAVIČ, Darko, KHOMYAKOVA, Evgeniya, MAKAROVIČ, Kostja, MALIČ, Barbara. M-ERA.NET : INTCERSEN: integrated sensors with microfluidic features using LTCC technology, WP2: funtional thick films on LTCC substrates: progress report (partial work), (IJS delovno poročilo, 12087). 2016. [COBISS.SI-ID 29558567]

Načini preverjanja znanja:

Seminarska naloga, ki vsebuje teorijo in rezultate praktičnih vaj na mikroskopu (50%)

Ustni izpit (50%)

Obveznosti študentov:

Seminarska naloga, ki vsebuje teorijo in rezultate praktičnih vaj na mikroskopu in ustni izpit.

Zunanje povezave: