Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Multifunkcijski materiali in naprave: od kvantnega do makro nivoja

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.09.00  Tehnika  Elektronske komponente in tehnologije   
2.04.00  Tehnika  Materiali   

Koda Veda Področje
2.02  Tehniške in tehnološke vede  Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring 
2.05  Tehniške in tehnološke vede  Materiali 
Ključne besede
Multifunkcijski materiali, kvantni materiali, feroiki, kaloriki, supeprevodniki, naprave, shranjevanje energije, zbiranje energije, pretvorba energije, senzorji, MEMS
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
8.399,8
A''
2.862,73
A'
4.583,77
A1/2
6.356,13
CI10
10.297
CImax
966
h10
44
A1
31,62
A3
1,85
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 21. julij 2024; A3 za obdobje 2018-2022
Podatki za razpise ARIS ( 04.04.2019 - Programski razpis , arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  601  12.367  10.496  17,46 
Scopus  642  13.539  11.428  17,8 
Raziskovalci (30)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  54953  Matic Belak Vivod  Kemija  Tehnični sodelavec  2022 - 2024  17 
2.  19038  dr. Andreja Benčan Golob  Materiali  Raziskovalec  2022 - 2024  542 
3.  36748  dr. Andraž Bradeško  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  112 
4.  52039  Oana Andreea Condurache  Materiali  Raziskovalec  2022 - 2023  62 
5.  57149  Izabela Čurković    Tehnični sodelavec  2022 - 2024  11 
6.  55682  Andrej Debevec    Tehnični sodelavec  2022 - 2024 
7.  31976  dr. Mirela Dragomir  Materiali  Raziskovalec  2022 - 2024  130 
8.  06896  Silvo Drnovšek    Tehnični sodelavec  2022 - 2024  308 
9.  56630  Ivana Goričan  Elektronske komponente in tehnologije  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  16 
10.  56894  dr. Antonio Iacomini  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  20 
11.  30036  Brigita Kmet    Tehnični sodelavec  2022 - 2024  171 
12.  33746  Maja Koblar    Tehnični sodelavec  2022 - 2024  74 
13.  53541  Sabi William Konsago  Elektronske komponente in tehnologije  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  18 
14.  13369  dr. Danjela Kuščer Hrovatin  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  546 
15.  32155  dr. Kostja Makarovič  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  173 
16.  04587  dr. Barbara Malič  Elektronske komponente in tehnologije  Vodja  2022 - 2024  1.484 
17.  57193  dr. Soukaina Merselmiz  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  18 
18.  29547  dr. Mojca Otoničar  Materiali  Raziskovalec  2022 - 2024  173 
19.  57848  dr. Alaka Panda  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2023 - 2024  12 
20.  56292  Victor Regis de Moraes  Elektronske komponente in tehnologije  Tehnični sodelavec  2022 - 2024  31 
21.  55725  Barbara Repič  Materiali  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  23 
22.  24272  dr. Tadej Rojac  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  604 
23.  27820  Tina Ručigaj Korošec    Tehnični sodelavec  2022 - 2024 
24.  53544  Samir Salmanov  Materiali  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  28 
25.  56018  mag. Ankita Sarkar  Fizika  Raziskovalec  2022 - 2024  13 
26.  57668  dr. Aadil Abass Shah  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2023 - 2024 
27.  52065  dr. Matej Šadl  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  106 
28.  54710  Lia Šibav  Materiali  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  13 
29.  26468  dr. Hana Uršič Nemevšek  Elektronske komponente in tehnologije  Raziskovalec  2022 - 2024  671 
30.  54711  Katarina Žiberna  Elektronske komponente in tehnologije  Mladi raziskovalec  2022 - 2024  52 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.961 
Povzetek
Poslanstvo raziskovalnega programa "Multifunkcijski materiali in naprave: od kvantnega do makro nivoja" je pridobivanje, uporaba in prenos znanja na izbranih področjih funkcijskih materialov in procesov, z uporabo v energetiki, elektroniki in spintroniki. Raziskovali bomo sintezo, pripravo in oblikovanje, lastnosti in uporabo kompleksnih materialov in struktur ter osnove procesov in tehnologij, pomembnih za izdelavo izbranih demonstratorskih naprav. V okviru inovativnega oblikovanja materialov bo naš poudarek na raziskavah polikristaliničnih (keramičnih) feroikov, večinoma gre za okolju prijazne materiale brez svinca: relaksorskih feroelektrikov, antiferoelektrikov, multiferoikov, kot tudi organskih feroelektrikov. Z nizkotemperaturnimi metodami priprave, kot sta nanašanje trdnih delcev v curku aerosola ali hladno sintranje, bomo lahko ustvarili inovativne kombinacije sicer nezdružljivih materialov, kar bo predvidoma vodilo do močno izboljšanih funkcijskih lastnosti. Prizadevali si bomo razumeti izbrane lastnosti, kot so velika piezoelektrična aktivnost, velika dielektrična konstanta ali nizke dielektrične izgube. Z najmodernejšo analitsko mikroskopijo z in situ nosilci, ki omogočajo segrevanje/hlajenjem/spremembo električnega polja, bomo lahko spremljali dinamične strukturne spremembe od piko- do mikrometrskega nivoja. Vpogled v makroskopsko obnašanje teh materialov nam bodo omogočile elektro-termo-mehanske meritve. Naše raziskave bomo razširili na kvantne materiale, kot so frustrirani magneti in visokotemperaturni superprevodniki. Za sintezo novih spojin, ki bodo izkazovale magnetno frustracijo ali superprevodnost bomo uporabiti napredne sintezne pristope pri ekstremnih pogojih tlaka in/ali temperature. Razumevanje temeljnih osnov procesov in tehnologij bo prispevalo k izboljšani učinkovitosti izbranih demonstratorskih naprav. V okviru raziskav o kaloričnem hlajenju se bomo osredotočili na kontrolo toplotnega prenosa v hladilnih elementih na osnovi kompozitov keramika-polimer. Feroelektrične plasti na upogljivih podlagah bodo aktivni del elementov za piezoelektrično shranjevanje energije. Nadaljevali bomo z dejavnostmi na 3D keramičnih strukturah, ki temeljijo na uporabi tehnologije LTCC (keramika z nizko temperaturo žganja). Oblikovali in izdelali bomo večsenzorske fluidne sisteme, senzorje tlaka in integrirane elektrokemijske senzorje za zaznavanje onesnažil v okolju. Prizadevamo si biti odlična raziskovalna skupina na področju večnamenskih materialov in naprav, ki sodeluje s skupinami iz dopolnilnih znanstvenih in inženirskih področij tako v Sloveniji kot po vsem svetu. Pričakujemo, da bodo naši rezultati prispevali k razvoju znanosti na našem področju. Poleg tega bomo še naprej delovali kot učinkovita povezava med akademsko in industrijo ter bomo dejavni v izobraževanju tako na dodiplomski kot na podiplomski ravni.
Pomen za razvoj znanosti
Poslanstvo raziskovalnega programa Multifunkcijski materiali in naprave: od kvantnega do makro nivoja je pridobivanje, uporaba in prenos znanja na izbranih področjih funkcijskih materialov in procesov, z uporabo v elektroniki, energetiki in spintroniki. Na vrhu klasičnih zahtev na področju elektronike so miniaturizacija, učinkovitost, zanesljivost, manjša poraba energije. Naraščajoča kompleksnost elektronskih komponent in njihovo vključevanje v mikrosisteme in naprave narekujeta uporabo multifunkcijskih, okolju prijaznih materialov ter procese, ki omogočajo njihovo integracijo. To se odraža v iskanju materialov z odličnimi in stabilnimi funkcijskimi lastnostmi. Raziskujemo sintezo, pripravo in oblikovanje, lastnosti in uporabo multifunkcijskih materialov in struktur ter osnove procesov in tehnologij za izdelavo izbranih demonstratorskih naprav. Naš raziskovalni program prispeva k razvoju znanosti na področjih oblikovanja in priprave multifunkcijskih materialov, kot tudi pri integraciji materialov in napravah. To lahko dosežemo z napredno karakterizacijo od piko- do makro-nivoja, modeliranjem in oceno delovanja. Program je interdisciplinaren, vključuje kemijo materialov in fiziko materialov, modeliranje, elektrotehniko in strojništvo. Naš namen je raziskati, razumeti in uporabiti povezavo med oblikovanjem materialov, postopki priprave in strukturnimi ter funkcijskimi lastnostmi v širokem razponu velikostnih razredov, kar predstavlja naš prispevek k znanosti o materialih. Poleg tega predstavlja povezavo med oblikovanjem materialov in njihovo integracijo. V sklopu oblikovanja in priprave multifunkcijskih materialov se osredotočamo na inovativne materiale ali materiale z izboljšanimi lastnostmi. Na področju polikristaliničnih feroelektričnih, relaksorsko- feroelektričnih, kaloričnih in antiferoelektričnih perovskitnih oksidov si prizadevamo pojasniti in nadzorovati zapleteno povezavo med podrobnostmi mikrostrukture (na nm- ali pod nm-skali), odvisne tako od kemijske sestave kot tudi od priprave, in njihovega funkcijskega odziva. V organskih feroelektrikih raziskujemo sestave na morfotropni fazni meji. Kot originalen prispevek znanosti ustvarjamo kompozite iz materialov, ki bi bili pri običajnih visokotemperaturnih pogojih priprave nezdružljivi z nizkotemperaturnimi metodami priprave - nanašanje trdnih delcev v curku aerosola in hladnim sintranjem, ki smo jih nedavno uvedli v našem ULTRACOOL laboratoriju. Z najmodernejšo elektronsko mikroskopijo in uporabo nosilcev, ki omogočajo in-situ raziskave s spremembo temperature, električnega polja raziskujemo dinamične strukturne spremembe v materialih od piko- do mikrometrske lestvice. Te analize so podprte z uporabo mikroskopa na atomsko silo, opremljenega z moduli za merjenje piezo odziva, prevodnosti, elektrostatske in magnetne sile. Z makroskopskimi elektro-termo-mehanskimi meritvami prispevamo k razumevanju celotnega funkcijskega odziva materialov. S kombinacijo omenjenih metod lahko povežemo strukturo materialov z njihovimi funkcijskimi lastnostmi. Raziskave širimo na področje kvantnih materialov, kot so frustrirani magneti in visokotemperaturni superprevodniki tako v poli- kot mono kristalni obliki. Za sintezo novih spojin, ki izkazujejo magnetno frustracijo ali superprevodnost uporabljamo inovativne pristope pri ekstremnih pogojih tlaka in/ali temperature. Na področju kaloričnega hlajenja se osredotočamo na razvoj prožnih elektrokaloričnih hladilnih elementov in kontrolo prenosa toplote. Z nizkotemperaturnimi metodami priprave oblikujemo feroelektrične plasti na prožnih podlagah kot aktivne elemente za piezoelektrično shranjevanje energije. Raziskave integriranih senzorjev, pripravljenih s tehnologijo LTCC (keramika z nizko temperaturo žganja), vključujejo več-senzorske mikrofluidne sisteme, senzorje tlaka in elektrokemijske senzorje za zaznavanje onesnažil v hrani in okolju.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program Multifunkcijski materiali in naprave: od kvantnega do makro nivoja je iz več razlogov pomemben za socialno-gospodarski in kulturni razvoj Slovenije. Skupina je vodilna v Sloveniji na področju osnovnih in uporabnih raziskav keramičnih materialov za elektronske komponente in keramične mikrosisteme (cer-MEMS), kar ji omogoča sodelovanje s številnimi slovenskimi podjetji. Omeniti je treba več kot deset let dolgo sodelovanje s podjetjem KEKO Oprema, Žužemberk. Da bi izboljšali sodelovanje in omogočili prenos tehnologij, je raziskovalec iz tega podjetja tudi član raziskovalne skupine. Razvoj materialov in tehnologij za izdelavo integriranih keramičnih tlačnih senzorjev, ki temelji na tehnologiji nizkotemperaturnega (LTCC) žganja, izpostavljamo kot odličen rezultat sodelovanja s podjetjem KEKO Oprema in Centrom odličnosti NAMASTE. Nekateri izdelki so blizu komercialne uporabe na trgu, odzivi s trga odpirajo nove izzive in dodatne cilje za nadaljnje raziskovalno delo. Leta 2020 se je v okviru evropske pobude Key Enabling Technologies for Clean Production KET4CP, okrepilo sodelovanje raziskovalne skupine s slovenskimi podjetji. Pridobili smo projekte s podjetji Stelem, KEKO Oprema in RC eNeM. Skupina aktivno sodeluje v Tovarnah prihodnosti Strateškega partnerstva za raziskave in inovacije (SRIP) v okviru fokusnih področij materialov in sodobnih tehnologij za materiale ter naprednih senzorjev. Raziskovalna skupina bo, podobno kot v prejšnjem obdobju, pozorna na pozitivne socialno-ekonomske vplive svojega dela. Nadaljevalo se bo predvsem sodelovanje z industrijo na področju elektronike in energetike, ki je eden najpomembnejših industrijskih segmentov v Sloveniji. Obsegalo bo: (i) vključitev raziskovalcev in strokovnjakov ali potencialnih študentov iz industrije v raziskovalno skupino; (ii) širjenje znanja kot stalnega procesa, ki temelji na svetovanju, strokovnem znanju, izobraževanju in izmenjavi strokovnjakov; (iii) projekti in storitve; (iv) sodelovanje pri skupnih projektih. Pomembno je tudi povezovanje z drugimi raziskovalnimi in razvojnimi skupinami iz dopolnilnih področij, kot je strojništvo, ne le za pridobivanje kritične mase na izbranih področjih, ampak tudi za učinkovitejšo uporabo drage raziskovalne infrastrukture. Visoka raven doseženih raziskovalnih ciljev v prejšnjem obdobju je povezana tudi z intenzivnim sodelovanjem z drugimi skupinami za raziskave in razvoj. Šest članov raziskovalne skupine je profesorjev na Mednarodni podiplomski šoli Jožef Stefan (MPŠ) in sodeluje v izobraževalnem procesu. Poleg doktorskih študentov v okviru programa Mladi raziskovalci so v skupino vključeni tudi magistrski študenti tako iz MPŠ kot Univerze v Ljubljani. V zadnjem obdobju financiranja (2015 -20) je 15 doktorandov uspešno končalo izobraževanje in se zaposlilo v različnih sektorjih gospodarstva. Štirje so zaposleni v R/D oddelkih v podjetjih v Sloveniji, dva pa v Avstriji. Člani skupine so aktivni člani strokovnih združenj in združenj v Sloveniji, Evropi in po vsem svetu ter sodelujejo pri organizaciji različnih znanstvenih ali strokovnih konferenc, ali delavnic. Raziskovalna skupina je aktivna v Društvu za mikroelektroniko, elektronske komponente in materiale, MIDEM. Leta 2020 je bila za predsednico društva MIDEM izvoljena vodja raziskovalnega programa. Dva sodelavca sta pridružena urednika slovenskih strokovnih revij Informacije MIDEM in Acta Chimica Slovenica, trije drugi sodelavci pa uredniki ali člani uredniških odborov petih mednarodnih revij. V predhodnem obdobju je raziskovalna skupina organizirala mednarodno konferenco PIEZO: Elektro keramika za končne uporabnike z močno udeležbo industrijskih partnerjev (Maribor, 2015) in dve mednarodni konferenci MIDEM (Ljubljana 2017, 2018). V naslednjem obdobju bomo organizirali vsaj eno konferenco MIDEM ter skupaj s kolegi iz Materials Center Leoben, Avstrija, International Symposium on Applications of Ferroelectrics ISAF 2025. Takšni dogodki bodo odlična priložnost za kolege iz akademske in industrijske sfere za izmenjavo idej in dobro izhodišče za prihodnja sodelovanja.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno