Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-733

Studii asupra materialelor optoelectronice şi a biomaterialelor prin metode numerice şi tehnici microscopice de înaltă rezoluţie

Savu, Bogdan
2011-02-29

Abstract: Abstract: Teza de doctorat intitulată „Studii asupra materialelor optoelectronice şi a biomaterialelor prin metode numerice şi tehnici microscopice de înaltă rezoluţie” pune accentul pe obţinerea informaţiilor specifice diverselor materiale analizate prin tehnici microscopice de înaltă rezoluţie şi identificarea celor mai bune metode numerice care pot extinde sfera cunoştinţelor dobândite pe această cale. Studiile realizate asupra principalelor tipuri de nanocristale semiconductoare, obţinute prin sinteză chimică sau ablaţie laser, au condus la descrierea limitelor metodelor de sinteză sau ale tehnicilor de caracterizare implicate în procesele de explorare precum şi la identificarea potenţialelor aplicaţii ale nanostructurilor sau ale nanocompozitelor formate cu matrice biocompatibilă. Aceste investigaţii sunt prezentate în primul capitol şi pot conduce la obţinerea unor rezultate remarcabile în domeniul nanotehnologiilor sau al ariilor înrudite. Problema îmbunătăţirii proprietăţilor electronice cu ajutorul unor tratamente de pasivare a suprafeţelor din GaAs(100) a fost abordată prin folosirea microscopiei cu forţe atomice C-AFM, aplicarea analizei de rugozitate şi granulară precum şi prin implementarea şi testarea unui algoritm de analiză fractală a imaginilor C-AFM. Studiul fractal dezvoltat în al doilea capitol, aplicabil suprafeţelor fractale sau non-fractale, a evidenţiat capacitatea tratamentului cu sulfură apoasă de amoniu de a reproduce detaliile specifice suprafeţei din GaAs(100) şi proprietăţile superioare ale acestuia. Folosind un model cu două cvasinivele, prin simulare numerică, în capitolul 3 am obţinut caracteristicile de amplificare spectrală şi de zgomot ale unui ghid optic integrat de tip Er3+:Ti:LiNbO3. Aplicaţia scrisă în mediul de programare LabView, a permis observarea în timp real a principalilor parametri ai procesului de simulare, furnizând potenţial pentru modelarea numerică a unor structuri integrate complexe, realizate prin doparea cu pământuri rare a niobatului de litiu. Investigaţiile realizate asupra biomaterialelor, prezentate în capitolul 4, vizează obţinerea de acoperiri bioactive prin depunere laser pulsată sau tehnici dentare şi se încadrează în direcţiile prioritare de cercetare din România şi U.E. Astfel, sondarea cu fascicule fotonice în condiţii ambientale a permis testarea aderenţei celulare şi investigarea morfologică a suprafeţelor acoperite bioactiv „in vitro”, prin cele două metode. În acest context, s-a observat că tehnica CLSM utilizată pentru explorare, a condus la dezvoltarea unui studiu comparativ al acoperirilor sintetizate şi poate avea o contribuţie importantă în viitoarele cercetări care au scopuri şi obiective asemănătoare. În urma studiilor realizate asupra straturilor subţiri am evidenţiat în capitolul 5, capacitatea tehnicii SHG cuplată cu CLSM de a extrage informaţii specifice, care nu pot fi accesate prin alte tehnici de microscopie. Fenomenele neliniare reliefate prin SHG-CLSM la straturile din ZnO, ITO-SiON sau complex ADN-CTMA-DR1, obţinute prin piroliză cu pulverizare sau prin spin-coating, au caracter de noutate şi sugerează posibilitatea de folosire a acestora pentru realizarea unor dispozitive optice planare. La final, notez că ştiinţa modernă a materialelor foloseşte informaţii sau metode care au fost dezvoltate de către ştiinţele înrudite. Teza prezentată, abordează studierea materialelor optoelectronice şi a biomaterialelor şi are un caracter interdisciplinar iar rezultatele obţinute în urma cercetărilor desfăşurate sunt deosebite, fiind expuse la numeroase congrese şi conferinţe sau publicate în reviste ştiinţifice cu circuit internaţional. Abstract: The PhD thesis entitled “Studies on biomaterials and optoelectronic materials using high-resolution microscopy techniques and numerical methods” is focused on obtaining specific information regarding the investigated materials by using high-resolution microscopy techniques and a selection of the appropriate numerical methods that can extend the knowledge on the investigated subject. Studies done on the main types of semiconductor nanocrystals, obtained through the chemical route or laser ablation, where able to describe the limitations of the synthesis or investigation methods and also, the potential uses of these semiconductor nanostructures or nanocompounds formed with a biocompatible matrix. The useful information is presented in the first chapter of this thesis and these can lead to the obtaining of remarkable results in the field of nanotechnology and related topics. The problem of improving the electronic properties of GaAs(100) through surface passivation was approached by acquiring morphological data with an Atomic Force Microscope. On the C-AFM images, grains, roughness and fractal analysis were performed. In the second chapter of the thesis, the new fractal analysis was able to highlight the superior properties of the aqueous ammonium sulfide treatment and the ability to reproduce clean surface details. Using a two quasi-levels model and numerical simulations in chapter 3, I obtained the spectral amplification and noise figure that is typical for an Er3+:Ti:LiNbO3 integrated optical waveguide. The application written with LabView (Glanguage) allows the observation of the main parameters of the simulation process in real-time and gives potential for the numerical modeling of similar or more complex structures. The biomaterials investigations are presented in chapter 4, where the main goal of the study is the obtaining of bioactive coatings, using dental techniques or pulsed laser deposition. This research is following the priority research directions defined for the E.U and Romania. The CLSM environmental probing technique that I have used, allowed the “in vitro” morphological and cell adhesion testing and therefore I was able to build up a comparative study. It was clear that this microscopy laser scanning technique can play an important role in future researches that have similar aims or objectives. The investigations that were done on thin films are presented in chapter 5. These studies emphasize the potential of the CLSM-SHG microscopy technique that is able to obtain specific and unique information. By using CLSM-SHG, the non-linear optical properties were highlighted on thin films like ZnO, DNA-CTMA-DR1 and ITO-SiON alloy, obtained through spin-coating or spray pyrolysis. These results are new and they are bringing new perspectives on the potential use of these thin films for building new optical planar devices. The modern science of materials is using methods and information that were originally developed for other sciences. Therefore, the PHD thesis that is dealing with the development of new biomaterials or optoelectronic materials has an interdisciplinary approach. The new obtained results were presented in numerous conferences and congresses or published in international journals.

Keyword(s): Nanocristale -- Proprietăţi electrice -- Teză de doctorat ; Biomateriale -- Teză de doctorat ; Microscopie electronică -- Teză de doctorat ; Materiale optoelectronice -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Notices similaires

 

Les utilisateurs qui ont vu cette page ont aussi vu:

(279)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (265)  Diskontinuierliches Zahnflankenprofilschleifen mit Korund - Schlattmeier, Heiko - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2004-000001172 (264)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (263)  Managementul congestiilor în sistemele electroenergetice în prezenţa surselor regenerabile - Boambă, Claudia-Elena - ROMDOC-THESIS-2021-2325 (262)  Scientific bulletin Series B: Chemistry and Materials - ROMDOC-Journal-2007-002

 

Évaluer ce document:

Soyez le premier à noter ce document

Discuter ce document:

Commencer la discussion sur n'importe quel aspect de ce document.