F6

PLINSKA ELEKTRONIKA – F6

• Znanost o plinih in plinskih razelektritvah,
• Plazemska nanoznanost,
• Procesiranje in sinteza nanomaterialov,
• Plazemska kemija,
• Plazemska elektrokemija in kataliza,
• Plazemska biomedicina in biotehnologija,
• Plinski senzorji,
• Raziskovanje poljske emisije nanostrukturiranih materialov,
• Optoelektronika,
• Vakuumska tehnika,
• Oblikovanje vakuumskih sistemov
• Vakuumska toplotna izolacija.

Vodja
prof. dr. Uroš Cvelbar, uros.cvelbar@ijs.si

Tajništvo
Urška Kisovec, mag. manag., urska.kisovec@ijs.si
Telefon: (01) 477 35 36

Znanost o plinih in plinskih razelektritvah
Na odseku se ukvarjamo z raziskavami na meji današnjega znanja o plinih in plinskih razelektritvah vezanih predvsem na nastanek plazme pri kritičnih pogojih. V zadnjih letih poudarek na raziskavah o nastanku plazem pri atmosferskem tlaku, lastnosti kompleksnih nizkotlačnih in prašnih plazem ter plazme na robu mejnih pogojev za njihov obstoj. Sestavni del teh raziskav je tudi razvoj povezanih analitskih metod za spremljanje in določanje lastnosti teh plazem.

Plazemska nanoznanost, kemija in elektrokemija
Na tem področju razkrivamo elektronske procese v podnanometrski skali. Te raziskave zajemajo razumevanje spajanja atomov v molekule in nadaljnje le-teh v kristalne mreže, razumevanje tvorbe in cepitve vezi med atomi, tvorjenja elektronskih pasov v izolatorjih, polprevodnikih in prevodnikih, razumevanja obstojnosti nosilcev naboja v samem materialu in v stiku z drugimi snovmi v kateremkoli agregatnem stanju, elektronska interakcija z fotoni, fononi in plazmoni, in podobno. Naša osnovna ekspertiza je priprava atomskih in molekulskih radikalov v stanjih izven termodinamskega ravnovesja – plazma. Energijska stanja znamo nadzorovano spreminjati, kar nam daje edinstveno zmožnost študija interakcij med temi delci ter med delci in izpostavljeno površino snovi. Tako razvijamo sinteze novih materialov s specifično elektronsko konfiguracijo, oz. modifikacije gostote elektronskih stanj (tako elektronskih pasov, kot površinskih elektronskih stanj) že obstoječih materialov. Raziskujemo tudi termodinamsko neravnovesne kemijske in elektrokemijske procese, ki potekajo tako v plinih kot tekočinah.

Plazemska biotehnologija in biomedicina
Plazemska biotehnologija in biomedicina je novo področje raziskav, ki se je uveljavilo v zadnjih letih in temelji predvsem na razvoju hladnih plazem na atmosferskem tlaku in interakciji njihovih reaktivnih vrst z biomateriali in mikroorganizmi. Prav hladne plazme na atmosferskem tlaku odpirajo vrsto možnosti manipulacije bioloških materialov preko ciljnega doziranja reaktivnih radikalov, ki nastajajo v plazmi, kot so RONS-i (reaktivne kisikove in dušikove vrste). Te vrste lahko tako uporabljamo za ciljne namene tako interakcije s posameznimi vezmi molekul, kot tudi dekontaminacijo molekul ali celo mikroorganizmov. Še več, hladne plazme na atmosferskem tlaku omogočajo nanos tako anorganskih kot organskih materialov na površine. Tak primer je na primer priprava antibakterijskih kompozitnih prevlek za medicinske namene.

Napredna senzorika, elektronika površin in kristalov
Izkoriščanje lastnosti kondenzirane snovi, kjer so atomi urejeni v periodično kristalno rešetko, so temelj delovanja sodobnih elektronskih naprav, raziskovalni interes pa zajema široko polje sinteze, aplikacije in modifikacije materialov za namene senzorike, katalize, bioloških aplikacij in izkoriščanja polprevodniških lastnosti materialov. Pri tem raziskujemo lastnosti kristalinične snovi na mikro in nano-skali, ter površinska elektronska stanja, ki nastanejo ob ostrem prehodu iz trdnega stanja v vakuum, in se nahajajo le v atomskih plasteh z oslabljenim potencialom, ki so najbližje površini.

Napredna vakuumska znanost in tehnologija
Vakuumske tehnologije so bile uvedene v naprednih industrijah pred več kot 100 leti in predstavljajo v desetletjih zbrano znanje našega odseka. Žarnice so bile prvi izdelki, ki so zahtevali kakovosten vakuum, sledile so radijske, rentgenske in ​​televizijske cevi. Izum tranzistorja je prinesel veliko razširitev vakuumske tehnologije v polprevodniški industriji, ki danes predstavlja 40% celotnega trga vakuumske opreme. Drugo veliko področje vakuumske tehnologije so znanost in raziskave, kjer je vakuumsko okolje nepogrešljivo za vzdrževanje čistih površin (znanost o površinah), prosto gibanje delcev in valovanja (pospeševanje delcev v trkalnikih, sinhrotronski viri svetlobe, detektorji gravitacijskih valov), razvoj opreme za raziskovanje vesolja itd. Tehnologije, povezane z vakuumom, pa so bile vedno v samem vrhu novih dosežkov in še vedno postavljajo nove zahteve za uporabljene sodobne materiale, natančnejši nadzor procesnih parametrov in kakovost vakuumskega okolja. Zato je naš program osredotočen na reševanje izbranih trenutnih raziskovalnih problemov v znanosti o vakuumu, na področjih, kjer smo priznani in prepoznavni kot strokovnjaki v mednarodni skupnosti.