Zoznam národných projektov SAV
Elektrotechnický ústav SAV, v. v. i.
Grafénom zapuzdrené dvojrozmerné magnetické materiály ako platforma pre spintronické zariadenia
Graphene encapsulated two-dimensional magnetic materials as a platform for spintronics devices
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Precner Marián PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti zaznamenáva oblasť materiálovej vedy rýchly rast. Tento projekt sa venuje skúmaniu a vývoju dvojrozmerných van der Waalsových heteroštruktúr, ktoré predstavujú fyzikálne systémy, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri rozvoji budúcich technológií zameraných na digitálnu a ekologickú energetickú transformáciu v súlade so všeobecnými záujmami našej spoločnosti. Predmetom nášho skúmania sú nové systémy – dvojrozmerné magnetické kovové jodidy zapuzdrené v graféne, ktoré sa pripravia syntetickou metódou (SinGO) v jedinom kroku. Projekt spája výskumné tímy s komplementárnymi odbornými znalosťami a infraštruktúrou s cieľom maximalizovať synergiu, čo umožní realizovať základný teoretický a experimentálny výskum, technologické zdokonalenie prípravy vzoriek a demonštráciu koncepcie, ktorá ukáže, že konverziu náboja na spin možno realizovať prostredníctvom efektov vyvolaných vzájomnou blízkosťou vo vyrobených prototypových zariadeniach. |
Cenovo dostupné fotodetektory s heteroprechodom Ga2O3-diamant pre UV zobrazovanie necitlivé na slnečné svetlo
Cost-effective Ga2O3-diamond heterojunction photodetectors for solar-blind UV imaging
Dvojrozmerné materiály a ich heteroštructúry ako platforma pre multifunkčné zadiadenia
Two-dimensional materials and their heterostructures as a platform for multifunctional devices
Farebné centrá v diamante – korelácia medzi atómovou štruktúrou a optoelektronickými vlastnosťami
Colour centres in diamond – correlation between atomic structure and opto-electronic properties
| Doba trvania: |
1.9.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Izsák Tibor PhD. |
| Anotácia: | Predmetom projektu je oblasť kvantových technológií. Pripravíme a charakterizujeme opticky aktívne defekty v
diamantoch a korelujeme atómové štruktúry s optickými vlastnosťami využiteľnými pre kvantové aplikácie. Pre
široký rozsah koncentrácií dopantov identifikujeme distribúciu dopantov a pomocou mikroskopie s atomárnym
rozlíšením a spektroskopických techník budeme pozorovať vývoj jednotlivých konfigurácií atómov dopantu počas
tepelného žíhania. Ďalej budeme študovať vplyv žíhania na optoelektronické vlastnosti meraním fotoluminiscencie,
fotoprúdu a elektroluminiscencie pre rovnakú sadu vzoriek. Pre meranie fototransportu budú pripravené priehľadné
grafénové elektródy na diamantovom povrchu. Pre meranie elektroluminiscencie budú pripravené hybridné p-i-n
diódy na báze diamantu. Zameriame sa na hľadanie korelácie medzi atomárnou štruktúrou a optoelektronickými
vlastnosťami rôzne dopovaných diamantov. To prispeje k pochopeniu fundamentálneho vzťahu potrebného na
efektívne navrhovanie opticky aktívnych prvkov pre diamantové kvantové zariadenia. |
Heteroštruktúry na báze 2D dichalkogenidov prechodných kovov pre elektronické aplikácie
2D TMD-based heterostructures for electronic applications
Kontrola magnetického usporiadania topologického magnónového kryštálu
Control of magnetic order in artificial magnonic crystal
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Feilhauer Juraj PhD. |
| Anotácia: | Jedna z najunikátnejších vlastností 2D topologického izolátora je, že jeho vnútro je izolant, zatiaľ čo jeho okraje
obsahujú vodivé stavy chránené symetriou, odolné voči rozptyľovačom. Tieto okrajové stavy sú jednosmerné (t.
j. imúnne voči spätnému rozptylu), čo z nich robí sľubných kandidátov na nosiče informácií v budúcich
súčiastkach na spracovanie informácií a logických hradlách. Nedávno sme navrhli teoretický model
feromagnetického umelého kryštálu s topologickými spinovými vlnami (magnónmi), kde jednosmerné okrajové
stavy existujú v širokom rozsahu frekvencií. Geometria nášho magnónového kryštálu (MC) je jednoduchá a mala
by byť experimentálne realizovateľná. Jednou z hlavných výziev je však pripraviť MC v správnom magnetickom
stave, takom, že magnetizácie prvkov tvoriacich elementárnu bunku cirkulujú s rovnakou chiralitou vo všetkých
bunkách kryštálu. Hlavným cieľom tohto projektu je nájsť spoľahlivú metódu založenú na tepelnom žíhaní, ktorou
sa dá dosiahnuť požadovaný magnetický stav nášho MC. |
Materiály so zvýšenou bezpečnosťou pre Li-iónové batérie
Enhanced safe materials for Li-ion batteries
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Hudec Boris PhD. |
| Anotácia: | Vývoj, výroba a používanie batérií sú životne dôležité pre prechod EÚ na klimaticky neutrálne hospodárstvo, pretože batérie zohrávajú kľúčovú úlohu pri doprave, energetike a priemysle s nulovými emisiami. Lítium-iónové batérie 3. generácie sú v súčasnosti najrozšírenejšou batériou používanou v mobilných vozidlách s elektrickým pohonom. Cieľom projektu je vyvinúť materiály, ktoré zvýšia bezpečnosť prevádzky lítium-iónových batérií pasívnym spôsobom. Každý z komponentov Li-iónovej batérie môže prispieť k zvýšeniu bezpečnosti prevádzky batérií. V rámci projektu máme v úmysle vyvinúť anódu a katódu so zvýšeným výkonom a vlastnosťami spomaľujúcimi horenie. Ďalej bude navrhnutý nový typ separátora, ktorý zabráni mechanickému a tepelnému poškodeniu počas prevádzky. Nakoniec budú vyhodnotené elektrochemické vlastnosti a výkon štandardnej batérie a batérie pozostávajúcej z materiálov so zvýšenou bezpečnosťou v podmienkach blízkych tepelnému kolapsu. |
Nové heteroštruktúry pre (sub)THz elektroniku
Novel heterostructures for (sub)THz electronics
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kuzmík Ján DrSc. |
| Anotácia: | Rýchlosť a zložitosť digitálnych logických obvodov Si CMOS sa neustále zvyšuje zmenšovaním tranzistorov Si
MOSFET, ale to nemôže pokračovať do nekonečna. Ďalší pokrok, ktorý je nevyhnutný pre počítače s vyššou
kapacitou a energetickou účinnosťou, možno dosiahnuť nahradením tranzistorového Si kanála polovodičom typu
III-V, ktorý poskytne významné zvýšenie rýchlosti elektrónov. Podobne rastie záujem o používanie frekvencií THz v
ultra-vysokorýchlostných informačných a komunikačných systémoch, ako je bezdrôtová komunikácia, alebo v
infračervených zobrazovacích systémoch a spektroskopickej detekcii. InN je uznávaný sľubný kandidát pre ultravysokorýchlostnú elektroniku už takmer dve dekády. V skutočnosti, tieto očakávania boli veľmi nedávno podporené
aj tým, že sme extrahovali rýchlosť elektrónov 1 × 10e8 cm/s v 775 nm hrubej InN epitaxnej vrstve narastenej
molekulárnou zväzkovou epitaxiou. To je najvyššia hodnota, aká bola kedy zaznamenaná v akomkoľvek
polovodičovom materiáli. Bohužiaľ, kvôli veľkému neprispôsobeniu InN mriežky ku GaN podložke, tenšie InN vrstvy
trpia veľkou hustotou defektov a nízkou pohyblivosťou elektrónov. Preto sa zatiaľ nepodarilo demonštrovať
mikrovlnný tranzistor na báze InN. Cieľom navrhovaného projektu je rozšíriť naše súčastné široké znalosti v oblasti
fyziky, rastu a implementácie heteroštruktúr s InN kanálom a etablovať ďalšie nové postupy epitaxie heteroštruktúr
nevyhnutné pre uskutočnenie (sub)THz elektroniky. Zameriavame sa najmä na zlepšenie kryštalografickej a
materiálovej kvality navrhovaných heteroštruktúr implementáciou nových techník MOCVD, ako sú: i/ Epitaxia s
modulovaným prietokom, ii/ Rast na rôzne naklonenom zafíre, iii/ Rast krycej vrstvy a manipulácia náboja pomocou
polarizácie, s cieľom dosiahnuť iv/ Demonštrácia a kvalifikácia nových III-N heteroštruktúr pre (sub)THz
tranzistorovú elektroniku.
|
Nové hybridné polovodičové štruktúry pre detekciu ionizujúceho žiarenia
New hybrid semiconductor structures for ionizing radiation detection
Optimalizovaný rast a transportné a optické vlastnosti tenkých vrstiev vybraných topologických polokovov
Optimised growth and the transport and optical properties of thin layers of selected topological semimetals
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. rer. nat. Hulman Martin |
| Anotácia: | Jedným zo zásadných výsledkoch kvantovej mechaniky v dvadsiatych rokoch 20. storočia bolo odvodenie
relativistické rovníc pre hmotné fermióny (Dirac), nehmotné fermióny (Weyl) a fermióny ktoré sami sebe antičastice
(Majorana). Od tých čias prebieha v časticovej fyzike pátranie po časticiach, ktoré by reprezentovali Weylove a
Majoranove fermióny. Ich hľadanie však dodnes nebolo úspešné.
V priebehu posledných dvadsiatich rokov sa ukázalo, že pásová štruktúra niektorých tuhých látok má tak špeciálne
charakteristiky, že nosiče náboja sa v nich môže správať podľa dynamiky spĺňajúcej Diracovu alebo Weylovu
relativistickú rovnicu. Medzi takéto látky patria a materiály zo skupiny dichalkogenidov prechodových kovov, na
ktoré sa sústredíme v našom projekte.
My budeme pracovať s veľmi tenkými vrstvami vybraných materiálov z tejto skupiny, ako sú PtSe2, MoTe2 a
WTe2. Prvým krokom v implementácii projektu bude príprava takýchto vrstiev metódou chalkogenizácie tenkých
filmov prechodových kovov. Tenké vrstvy budeme potom skúmať pomocou meraní ich transportných a optických
vlastností. Teplotne závislé merania transportu nám môžu ukázať prechody medzi rôznymi štruktúrami toho istého
materiálu. Očakávame, že sa bude dať pozorovať prechod kov-izolant v prípade, keď sa bude meniť hrúbka
takýchto tenkých vrstiev. Pri veľmi nízkych teplotách môžu niektoré z týchto materiálov prejsť do supravodivého
stavu. Tento stav sa pokúsime vyvolať aj proximitne, t.j. keď je tenká vrstva v kontakte s iným supravodičom.
Optické merania budú korelované s transportnými meraniami. Z nich odvodíme dôležité optické charakteristiky,
ako je napríklad frekvenčná závislosť optickej vodivosti. Vo frekvenčnej závislosti optickej vodivosti budeme hľadať
charakteristiky teoreticky predpovedané pre Diracove a Weylove fermióny. |
Perspektívne detektory ionizujúceho žiarenia pre nepokryté energetické okno neutrónov
Perspective ionizing radiation detectors for the uncovered neutron energy window
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Zaťko Bohumír PhD |
| Anotácia: | Predmetom predkladaného projektu je optimalizácia a príprava polovodičových detekčných štruktúr na báze 4HSiC a polykryštalického diamantu vhodných pre detekciu neutrónov. V rámci projektu budú pripravované a skúmané single detektory najmä pre energie neutrónov od 100 keV do niekoľkých MeV. V tejto oblasti energií je v
súčasnosti málo citlivých neutrónových detektorov. Výhody SiC a polykryštalického diamantu sú vysoká radiačná a teplotná odolnosť štruktúr. Dôležitá je aj vysoká spektrometrická schopnosť SiC detektorov hlavne pri detekcii neutrónov s energiami pod 1 MeV. Polykryštalický diamant je cenovo dostupnejší oproti SiC a naše prvé predbežné výsledky ukazujú jeho sľubné detekčné vlastnosti najmä pri detekcii ionizujúcich častíc. Ďalšou výhodou obidvoch typov polovodičov je nízka citlivosť pre gama žiarenie, ktoré je takmer vždy prítomné v prípade, že pri jadrovej reakcii dochádza k vzniku neutrónov. Toto gama žiarenie zvyšuje pozadie a zhoršuje citlivosť v súčasnosti využívaných detektorov. Ďalej budú pripravované a skúmané aj pixelové senzory pre vyčítavací čip Timepix/Medipix. Prototypy radiačnej kamery budú testované a kalibrované pomocou zdroja monoenergetických neutrónov. |
Príprava a vlastnosti supravodivých, magnetických a dielektrických oxidových vrstiev a štruktúr pre moderné elektronické aplikácie
Preparation and properties of superconducting, magnetic and dielectric oxide films and structures for modern electronic applications
Pulzná laserová depozícia veľkoplošných heteroštruktúr 2D materiálov pre vysoko výkonnú elektroniku
PULSed laser deposition of large ARea 2D materials heterostructures for high performance electronics
Slovenská technická ekosférická platforma
Slovak Technical Ecosphere Platform
Supravodiče s vysokou kinetickou indukčnosťou pre aplikácie v kvantových obvodoch
High kinetic inductance superconductors for quantum circuits applications
Supravodivé komponenty pre vodíkovo-elektrické lietadlá
Superconducting components for hydrogen-electric aircraft
| Doba trvania: |
1.3.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Pardo Enric PhD. |
| Anotácia: | Letecká doprava je rastúcim zdrojom emisií skleníkových plynov (CO2, NOx a vodná para vo vysokých výškach). Ceny fosílnych palív pritom budú ďalej rásť. Budúcnosť komerčného letectva tak predstavujú lietadlá bez emisií. Veľmi perspektívne sú vodíkovo-elektrické lietadlá, pri ktorých elektrina pochádza buď z vodíkových palivových článkov alebo zo spaľovania vodíka v turbínových generátoroch. Elektrické hnacie ústrojenstvo umožňuje distribuovaný pohon, ktorý výrazne zlepšuje aerodynamiku lietadla a má potenciál ušetriť až 70 % energie. Keďže tekutý vodík vrie pri teplote 20 K (-253o C), je možné použiť supravodivé elektrické motory a káble na prenos energie, ktoré sú oveľa ľahšie ako bežné. Predkladaný projekt je zameraný na vývoj supravodivých komponentov hnacej sústavy (elektromotory, napájacie káble) a supravodivých materiálov z ktorých sa skladajú. Výsledky projektu budú užitočné aj pre iné oblasti dekarbonizácie, ako jadrová fúzia, veterné turbíny a prenos elektrickej energie. |
Tepelná stabilita supravodivých cievok a filamentovaných REBCO pások
Thermal stability of superconducting coils and filamentized REBCO tapes
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Seiler Eugen PhD |
| Anotácia: | Projekt sa zaoberá skúmaním elektricko-tepelnej stability filamentovaných supravodivých REBCO pások a
supravodivých cievok pri transporte elektrického prúdu. Cieľom je vyvinúť teoretické modely a výpočtové metódy
umožňujúce určiť maximálny transportný prúd ktorý môže tiecť supravodivou cievkou a filamentovanou páskou
bez rizika prudkého lokálneho ohrevu. Charakterizácia pások a cievok bude vychádzať zo štandardných meraní
a takisto aj z osobitne navrhnutých experimentov a umožní tak zapracovať do modelov reálne parametre v praxi
dostupných supravodivých vodičov. Pre účely experimentálnej verifikácie teoretických modelov tepelnej stability
supravodivých cievok budú skonštruované špeciálne modelové cievky vybavené sadou napäťových a teplotných
senzorov pre detailné sledovanie elektricko-tepelnej stability. Výstupy teoretických modelov budú následne
použité pri konštrukcii cievok väčších rozmerov, použiteľných v reálnych elektrických zariadeniach. |
Tepelný manažment elektronických a optoelektronických súčiastok na báze Ga2O3
Thermal management in Ga2O3 based electronic and optoelectronic devices
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Ťapajna Milan PhD. |
| Anotácia: | Ga2O3 je nový polovodičový materiál s potenciálom pre využitie v technológiách výkonových elektronických
súčiastok a detektorov UV a RTG žiarenia. Hlavnou nevýhodou Ga2O3 je jeho nízka tepelná vodivosť, ktorá
predstavuje potenciálny problém pri efektívnom chladení výkonových súčiastok. Cieľom tohto projektu je vyvinúť
pokročilé stratégie tepelného manažmentu v Ga2O3 elektronických a optoelektronických súčiastkach. Najprv sa
zameriame na vývoj rastu vrstiev Ga2O3 na vysoko tepelne vodivých (HTC) substrátoch, ako sú SiC a diamant,
pomocou rôznych metód CVD s cieľom skúmať a optimalizovať transportné a tepelné vlastnosti Ga2O3 vrstvy a
tepelnú vodivosť rozhrania Ga2O3/HTC substrát. Druhým cieľom je vyvinúť technológiu CVD rastu diamantovej
vrstvy na povrchu Ga2O3 slúžiacej na rozptyl tepla generovaného v aktívnej oblasti súčiastky. Tretí cieľ je
zameraný na vývoj heteroepitaxných pn fotodiód na báze polykryštalickej štruktúry p-diamant/n-Ga2O3 pre
konštrukciu UV fotodetektora necitlivého na slnečné žiarenie. |
Ternárne chalkogenidové perovskity pre fotovoltaiku
Ternary chalcogenide perovskites for photovoltaics
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Chromik Štefan DrSc. |
| Anotácia: | Cieľom navrhnutého projektu je príprava ternárnych chalkogenidov perovskitovej štruktúry a systematická
charakterizácia vzťahu medzi zložením, štruktúrou, optickými vlastnosťami, tepelnou a chemickou stabilitou s potenciálnym využitím vo fotovoltaike, príp. iných optoelektronických aplikáciách. Výsledkom bude pripravená skupina čistých ternárnych chalkogenidov vo forme kryštalických materiálov, tenkých filmov so známymi ako aj po prvýkrát pripravenými chemickými zloženiami a komplexná charakterizácia ich optických, elektronických vlastností, ako aj tepelnej a chemickej stability. Ternárne chalkogenidy budú takisto pripravené aj mokrou cestou do 350 °C v podobe nanokryštálov, ktoré budú charakterizované z hľadiska ich štruktúry a morfológie. Pripravený bude aj prototyp solárneho článku, ktorý doteraz nebol nikdy pripravený, po testoch výkonnosti bude prebiehať jeho optimalizácia.
|
Topologické materiály pre prvky novej generácie
Topological Materials for Next-Generation Devices
Viacpáskové vysokoteplotné supravodivé cievky pre supravodivé motory a magnety
Multiple-tape high temperature superconducting coils for superconducting motors and magnets
Vplyv aplikácie organických molekúl na vlastnosti perovskitovských tenkovrstvových štruktúr
Effect of the application of organic molecules on the properties of perovskite thin-film structures
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Španková Marianna PhD |
| Anotácia: | Za posledné roky sa nahromadilo dosť experimentálnych dôkazov, že adsorbované organické chirálne molekuly
majú vplyv na supravodivé vlastnosti YBa2Cu3O7-x (YBCO) vrstiev. V niektorých prípadoch je možné pozorovať nárast ich kritickej teploty Tc. Na druhej strane sa ukazuje, že v prípade feromagnetických vrstiev (napr. kobaltu) aplikácia chirálnych molekúl môže viesť k zmene magnetizácii bez použitia elektrického prúdu. Dôležitú úlohu tu hrá spin, ktorý uvádza do systému ďalší stupeň voľnosti a dáva tak možnosť zariadeniam napríklad znížiť elektrickú spotrebu alebo navýšiť ich výpočtovú kapacitu. Spintronické zariadenia sa tak stali lákadlom v elektronike, avšak problémy spojené s ovládaním spinu sú obrovskou výzvou. Unikátnym spôsobom určitej manipulácie so spinom je efekt nazývaný chirálne indukovaná spinová selektivita (CISS), ktorý je výsledkom osobitnej štruktúry organických chirálnych molekúl. Projekt sa sústredí na prípravu a charakterizáciu jednoduchých heteroštruktúr a ich interakciu s chirálnymi polymérmi nanesenými na povrch vrstviev. Konkrétne sa jedná o vplyv chirálnej kyseliny mliečnej na perovskitovské tenké vrstvy, kde vybrané perovskity sú vysokoteplotný supravodič YBCO a feromagnet La1 - xSrxMnO3 (LSMO).
|
Výkonové tranzistory na báze oxidu galitého pre vysokonapäťové aplikácie
Gallium oxide power transistors for high-voltage operation
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Gucmann Filip PhD. |
| Anotácia: | V tomto projekte sa zameriame na návrh, výrobu a charakterizáciu výkonových, poľom riadených tranzistorov s
izolovanou hradlovou elektródou (MOSFET) na báze oxidu galitého (GaO), vhodných na spínanie vysokých napätí.
Za pomoci novozakúpeného komerčného systému Aixtron CCS pre epitaxný rast GaO vrstiev z chemických pár
organokovových zlúčenín (MOCVD) vyvinieme vysokokvalitné epitaxné GaO vrstvy na cudzích podložkách (zafír,
SiC, AlN/Si). Jedným z hlavných zameraní tohto projektu je zvýšenie kvality heteroepitaxných GaO vrstiev
pomocou zníženia počtu rotačných domén v jeho rovine rastu, ktoré sú často prítomné pri GaO raste na cudzích
podložkách s hexagonálnou symetriou povrchu. Systematickým prístupom budeme optimalizovať rastové
parametre a taktiež využijeme podložky s narušenou povrchovou symetriou pre zabezpečenie plošnej anizotropie
epitaxného rastu a podporíme rast len niektorých orientácií GaO kryštalitov. Vďaka tomu očakávame zníženie
koncentrácie dislokácií v GaO vrstvách a zvýšenú pohyblivosť nosičov náboja čo v dôsledku povedie k nárastu
výstupného prúdu vyrobených MOSFET súčiastok. Pomocou elektrotepelných simulácií za pomoci TCAD softvéru
sa zameriame na optimalizáciu návrhu GaO MOSFETov s ohľadom na prierazné napätie >1 kV s využitím rôznych
štruktúr pre optimlizáciu rozloženia el. poľa (field plates), pri súčasnej snahe o minimalizáciu odporu súčiastky v
zopnutom stave. Plošná geometria MOSFET súčiastok bude taktiež optimalizovaná s ohľadom na zlepšenie ich
tepelného menežmentu a súvisiacej spoľahlivosti a životnosti. Za pomoci konvenčných postupov výroby
mikroelektronických súčiastok, t.j. fotolitografia, suché leptanie, PVD, ALD a PE-CVD, a s ohľadom na
optimalizovaný dizajn pripravíme funkčné GaO MOSFETy. Následne budeme charakterizovať ich elektrické
vlastnosti vrátane el. prierazu a spoľahlivosti. Namerané experimentálne údaje budú použité na verifikáciu
elektrotepelných súčiastkových TCAD simulácií a dalšie vylepšenie dizajnu GaO MOSFETov. |
Výskum a vývoj materiálov a štruktúr na báze nanoštruktúrnych chalkogenidov prechodných kovov pre superkapacitorové aplikácie
Research and development of materials and structures based on nanostructured transition metal chalcogenides for supercapacitor applications
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Sojková Michaela PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum nanoštrukturovaných chalkogenidov prechodných kovov (TMC) a ich využitie v
aplikáciách pre uskladnenie energie. Úlohou je získať nové poznatky pri príprave NiSx, NiSex, MoS2, MoSe2 a
ďalších TMC, ich heteroštruktúr a kompozitov s vybranými oxidmi, hydroxidmi a/alebo uhlíkovými materiálmi a pri
vývoji nanoštruktúrovaných hierarchických elektród za účelom zlepšenia vodivosti, morfológie a
elektrochemických vlastností pre superkapacitorové (SC) aplikácie. V rámci projektu dôjde k prepojeniu expertízy
v oblasti rastu, materiálovej a elektrochemickej charakterizácie pracovísk FEI STU a ELU SAV. Získané
poznatky sa využijú pri príprave a analýze modelových elektród a asymetrického hybridného SC s cieľom
zvýšenia kapacity, energetickej hustoty a analýzy mechanizmov degradácie. Materiály budú testované aj z
hľadiska ich perspektívneho využitia pre generáciu vodíka. Úlohou je tiež získať poznatky v oblasti vývoja
modelov pre riadenie SC prvkov. |
Vývoj pokročilých nanoštruktúrovaných materiálov pre elektrokatalýzu s použitím ekologických hlboko eutektických rozpúšťadiel: Trvalo udržateľný prístup k dekarbonizácii
Development of Advanced Nano-structured Materials for Electrocatalysis using an Eco-friendly Deep Eutectic Solvents: A Sustainable Approach to Decarbonisation
| Doba trvania: |
1.1.2025 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Šoltýs Ján PhD |
| Anotácia: | Projekt „ Vývoj pokročilých nanoštruktúrovaných materiálov pre elektrokatalýzu s použitím ekologických hlboko eutektických rozpúšťadiel: Trvalo udržateľný prístup k dekarbonizácii“ rieši naliehavú globálnu výzvu dekarbonizácie vývojom vysoko účinných elektrokatalyzátorov pre výroby „zeleného“ vodíka. Táto inovatívna a komplexná výskumná iniciatíva presahuje súčasný stav v niekoľkých zásadných smeroch. S využitím ekologických hlbokých eutektických rozpúšťadiel a pokročilých nosičov katalyzátorov, ako sú napríklad kovové a uhlíkové peny, sa projekt zameriava na výskum, vývoj, optimalizáciu a charakterizáciu nových elektrokatalyzátorov prispôsobených na efektívny vývoj vodíka v alkalických vodných roztokoch. Tieto katalyzátory, pozostávajúce z nanoštruktúrnych povlakov zliatin na báze Ni, Co, Mo, Fe a kompozitov obsahujúcich S, P, povlakovaných nanočasticami ušľachtilého kovu, sú navrhnuté tak, aby zvýšili elektrokatalytickú aktivitu a stabilitu. Jedinečnosť projektu spočíva v jeho hĺbkovom teoretickom zábere, ktorý nielen skúma elektrolytické nanášanie a bezprúdové nanášanie katalyzátorov, ale poskytuje aj dôkladné pochopenie vzťahu medzi zložením, morfológiou a výkonom katalyzátora. Cieľom projektu je vyvinúť komplexné teórie, ktoré umožnia efektívne dizajnovanie multifunkčných katalyzátorov, ktoré synergicky kombinujú výhody rôznych aktívnych miest, čím posúvajú hranice výskumu katalýzy. Okrem toho projekt vyhodnotí použiteľnosť týchto nových materiálov pre potenciálne priemyselné aplikácie, pričom sa zohľadnia faktory, ako je efektívnosť nákladov, energetická účinnosť a uskutočniteľnosť.
Zdôraznením výroby „zeleného“ vodíka pomocou obnoviteľných zdrojov energie projekt podporuje globálny prechod k čistejším energetickým riešeniam, prispieva k zníženiu emisií uhlíka a rieši otázky trvalej udržateľnosti. Takýto pokrokový prístup je založený na medziodborovej spolupráci, medziregionálnych partnerstvách a pripravuje základ pre budúce projekty financované z EÚ, ako napríklad Európskou radou pre výskum (ERC) a Horizont Európa.
Navrhovaný projekt predstavuje významný krok vpred v oblasti elektrokatalýzy, ktorý ponúka holistický prístup k riešeniu výziev katalýzy a výroby vodíka. Inovatívne materiály, nové prístupy, udržateľné postupy a teoretické základy, ktoré sa získajú pri realizácii projektu, budú slúžiť ako transformačná sila na ceste k čistejšej a udržateľnejšej energetickej budúcnosti.
|
Vývoj technológií epitaxie Ga2O3 na rôzne substráty a Schottkyho diód so zlepšenou spoľahlivosťou
Development of Ga2O3 epitaxy on different substrates and Schottky barrier diodes with enhanced reliability
Znižovanie striedavých strát v modeli kábla zo zväzku filamentovaných vysokoteplotných supravodičov
Reduction of AC losses in a cable model made of striated hightemperature superconductors
| Doba trvania: |
1.9.2025 - 31.8.2029 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Seiler Eugen PhD |
| Anotácia: | Vysokoteplotné supravodiče na báze REBCO (Rare Earth Barium Copper Oxide) sa používajú vo vinutiach
magnetov pre zariadenia s vysokými magnetickými poľami (>10 T) ako sú časticové urýchľovače alebo reaktory
využívajúce jadrovú fúziu. Počas prevádzky týchto zariadení vznikajú striedavé straty a na REBCO supravodiče
pôsobia cyklické elektromagnetické sily, vznikajúce počas časovej zmeny magnetického poľa, ktoré môžu spôsobiť
zlyhanie zariadenia.
Cieľom tohto projektu bude vyvinutie filamentovaného REBCO supravodiča a kábla typu TORT (Tapes on Round
Tube) s nízkymi striedavými stratami a vysokou mechanickou odolnosťou (napr, únavová životnosť). Zníženie
striedavých strát plánujeme dosiahnuť filamentizáciou supravodiča a zmenou materiálu jadra kábla. Po takomto
procese je však nevyhnutné filamentované REBCO vrstvy ochrániť dodatočnou (multi)vrstvou za účelom chemickej
a tepelnej stabilizácie. Jadro kábla bude vytlačené 3D tlačou z kompozitného materiálu na báze PETG CF
(polyetylén tereftalát glykol vystužený uhlíkovým vláknom), s rádovo nižšou elektrickou vodivosťou než doteraz
používané jadrá. Zmenou materiálu jadra v TORT kábli v porovnaní s konvenčným jadrom z Cu rúrok dokážeme
znížiť celkové magnetizačné straty o zložku vírivých prúdov, ktorými doteraz prispievalo Cu jadro. Podľa
numerických výpočtov (ANSYS, COMSOL) aplikujeme zodpovedajúce mechanické zaťaženie na REBCO pásky
(neupravené/filamentované) a káble z týchto REBCO pások. Na kábloch potom zistíme ich mechanickú odolnosť,
ktorú následne budeme zlepšovať na základe štúdii výsledného poškodenia REBCO pások pomocou metód SEM,
FIB, XPS a ERDA.
Za potvrdenie vhodnosti tohto konceptu budeme považovať úspešné zhotovenie krátkeho TORT kábla, ktorý bude
pozostávať z filamentovaných REBCO pások, so stabilizačnou (multi)vrstvou, navinutých na kompozitné jadro.
Kombináciou vyššie uvedených materiálov dokážeme vytvoriť inovatívny supravodivý kábel s výrazne zníženými
magnetickými stratami a vysokou mech. odolnosťou.
|
Celkový počet projektov: 27
Databáza národných projektov