Разработка метода прямого лазерного осаждения металлов для создания микроустройств различного типа

Проект: иное

Сведения о проекте

описание

Руководитель настоящего проекта (Тумкин И.И.) на протяжении 8 лет занимается разработкой и оптимизацией метода лазерно-индуцированного осаждения металлов из раствора. Совместно с коллегами были получены основные следующие результаты:
- проведена оптимизация составов раствора для получения осадков Cu, Ni, Co с заданными характеристиками;
- определены основных физические параметры, приводящие к осаждению металлических осадков;
- выявлена роль диэлектрической поверхности в процессе лазерно-индуцированного осаждения металла из раствора;
- проведен ряд работ по использованию получаемых металлических и биметаллических осадков для создания сенсорных платформ для анализа биологических объектов;

Выбор принимающей организации сделан не случайно. Группа профессора Mizoshiri на протяжении нескольких лет занимается исследованием метода лазерного спекания (laser sintering) наночастиц для получения микроустройств различного назначения (например, датчики температуры). Раннее Mizue Mizoshiri работала в Университет города Нагоя, занимаясь разработкой метода лазерного спекания, но последние несколько лет работает в Технологическом Университете Нагаоки (NUT), где продолжает исследования метода восстановительного лазерного спекания, который является модификацией метода лазерно-индуцированного осаждения металла из раствора. Разница в том, что в первом случае осаждение происходит не из раствора, а из конденсированной среды, содержащей все необходимые компоненты, что исключает мешающее влияние компонентов раствора. Весной 2018 года во время поездки на конференцию (SLPC2018, Japan, Yokohama) руководитель настоящего проекта проводил рабочую встречу с профессором Mizoshiri для обсуждения совместных исследований, на которой было получено принципиальное согласие.

Коллектив профессора Mizue Mizoshiri обладает широким набором лазерных источников, позволяющим провести всестороннее исследование влияния параметров излучения на лазерно-индуцированное осаждение и синтеринг. В проекте в качестве импульсных источников излучения будут использованы фемтосекундные перестариваемые лазерные системы Toptica Photonics Femto Fiberpro 780 нм, 120 фс и 514 нм, 80 фс. Кроме этого будет использована новейшая 3D лазерная литографическая система Nanoscribe, Photonic Professional GT, обеспечивающая мощную платформу для быстрого синтеза микро- и субмикронных структур, практически, произвольно сложной формы методом двухфотонной полимеризации. При помощи данного метода возможно быстрое изготовление 3D микро-и субмикронных структур, занимающих относительно большую площадь.

описание для неспециалистов

В настоящее время гибкая и носимая электроника является перспективной и
бурно развивающейся технологией, которая в последние десятилетия обращает
на себя большое внимание как со стороны промышленности, так в академическом сообществе.
Для создания различных микроэлектронных устройств на твёрдых диэлектриках или полимерных материалах в рамках проекта использовался метод восстановительного селективного лазерного спекания (reductive SLS).

основные результаты по проекту в целом

Результатом поездки в первую очередь вижу получение очень важного партнера (колаборатора) в области лазерных технологий микроструктурирования. Проф. Mizoshiri сообщила о своей заинтересованности в проведении дальнейших совестных исследований и с радостью посетит наш Университет.
Опираясь на полученный материал, в сентябре будет подана заявка на совместный конкурс РФФИ Япония-Россия.
За время стажировки (командировки) получено большое количество результатов и образцов, которые в течение нескольких месяцев будут тщательно изучены с помощью электрохимических методов анализа, а также иных физико-химических методов.
Проведены следующие работы:
Исследованы составы растворов металлизации для получения проводящих слоев металла на поверхности диэлектрических материалов
Исследовано лазерно-индуцированное плавление из растворов, содержащих Cu2+ и Ni2+
Получены проводящие слои меди и никеля на 4 диэлектрических материалах: стеклокерамика, стекло, полиэтиленнафталат и полиимид
Полученные образцы исследованы с помощью методов электронной микроскопии и рентгенофазового анализа

основные результаты по этапу (подробно)

Результатом поездки в первую очередь вижу получение очень важного партнера (колаборатора) в области лазерных технологий микроструктурирования. Проф. Mizoshiri сообщила о своей заинтересованности в проведении дальнейших совестных исследований и с радостью посетит наш Университет.
Опираясь на полученный материал, в сентябре 2019 подана заявка на совместный конкурс РФФИ Япония-Россия.
За время стажировки (командировки) получено большое количество результатов и образцов, которые в течение нескольких месяцев будут тщательно изучены с помощью электрохимических методов анализа, а также иных физико-химических методов.
Проведены следующие работы:
Исследованы составы растворов металлизации для получения проводящих слоев металла на поверхности диэлектрических материалов
Исследовано лазерно-индуцированное плавление из растворов, содержащих Cu2+ и Ni2+
Получены проводящие слои меди и никеля на 4 диэлектрических материалах: стеклокерамика, стекло, полиэтиленнафталат и полиимид
Полученные образцы исследованы с помощью методов электронной микроскопии и рентгенофазового анализа

В рамках поездки Тумкин Илья был приглашен на конференцию по оптическим и квантовым приборам (Optical and Quantum devises) с устным докладом. Кроме этого в конференции участвовал председатель лазерного сообщества Японии, который готов проводить совместные исследования в области лазерного материаловедения

Получено согласие от Prof. Mizue Mizoshiri, что она приедет в сентябре 2019 года с приглашенным докладом (Invited Presentation) на конференцию для молодых ученых Менделеев 2019, которая проводится в Институте химии СПбГУ.

В мае 2019 года Тумкин И.И. примет участие в крупной международной конференции LAMP 2019, которая пройдет в городе Хиросима. На конференции будут доложены в том числе и результаты, полученные в рамках поездки по программе JTI. Соавтором является Prof. Mizue Mizoshiri.
АкронимJTI 2018
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания7/03/1931/03/19