Vékonyréteg-fizika Laboratórium
Laborvezető: Dr. Balázsi Katalin
A laboratórium a vékonyrétegek és a kerámia fejlesztésének több egymáshoz szervesen kapcsolódó területén végez kutatást. Az évtizedes múlttal rendelkező kutatásaik tapasztalatait főként a polikristályos rétegek szerkezetének vizsgálatában, a modern nanokompozit bevonatok vagy újszerű félvezető rétegek esetében hasznosítják. Fenti kutatási területeik kiegészültek a korszerű műszaki kerámiák, biokerámiák és kerámia nanoszemcsékkel adalékolt ausztenites acél kompozit fejlesztésével, portechnológiai módszerekkel. Egyik fő erősségük hazai és nemzetközi szinten is a transzmissziós elektronmikroszkópia, mely segítségével meghatározzák a szerkezet hatását az előállított/növesztett anyag különféle tulajdonságaira. Elektron diffrakción alapuló metodikai fejlesztések is segítik és alátámasztják a fenti témákat.
A Laboratórium saját honlapot és Facebook oldalt üzemeltet: www.thinfilms.hu, illetve https://www.facebook.com/VekonyretegFizika/
A laboratórium legfontosabb berendezései: https://www.mfa.kfki.hu/kutatas/vekonylab/
Legfrissebb eredményeik:
-
- A FLAG-ERA “ETMOS – Epitaxial Transition Metal dichalcogenides Onto wide bandgap hexagonal Semiconductors for advanced electronics, nevű projekt keretében CVD növesztett MoS2 vékonyrétegeket fejlesztettek. A projekt célja a heteroszerkezetek létrehozása, így a rétegek tipikusan GaN hordozóra készültek. A kísérletek során sikerült előállítani egy és kétrétegű MoS2 vékonyréteget.
- Bioaktív ionokkal (Mg, Zn, Sr) adalékolt, biológiailag lebomló hidroxiapatit-biopolimer kompozit bevonatok kifejlesztését célozták meg. A hidroxiapatit/kalcium-foszfát (CaP) porokat vizes kicsapásos módszerrel állítottak elő különböző kalcium és foszfor prekurzorokat használva. Sikeresen állítottak elő hidroxiapatit szállakat Mg, Zn és Sr adalékkal, ami növelte a réteg oszteointegrációját. http://real.mtak.hu/133854/
- Sikeresen zárták a FLAG.ERA – Ceranea projektet, mely keretében portechnológiai módszerrel állítottak elő szilíciumnitrid /grafén multiréteget. Attritoros őrléssel homogenizálták a különböző mennyiségű grafén adalékot (5 – 30 t%) a Si3N4 mátrixban, majd meleg izosztatikus préseléssel különféle Si3N4 – Si3N4/ 5 t% grafén – Si3N4 30 t% grafén rétegből álló tömbi kerámiát állítottak elő többfunkciós alkalmazásokhoz. http://real.mtak.hu/122955/ A Laboratóriumban tovább folytatták különféle vékonyrétegek és bevonatok fejlesztését, többek között a modern 2D félvezető rétegek és heteroátmenetek kutatását. Másik kiemelt irány a műszaki és biokerámia fejlesztése, ahol porózus multirétegű Si3N4 /grafén kompozitot nanoszerkezetű kalciumfoszfát fejlesztésén és szerkezeti vizsgálatán dolgoztak. Hazai és nemzetközi szinten is egyedi transzmissziós elektronmikroszkópiában (TEM) használt elektrondiffrakciós és mintapreparációs vizsgálati módszereket fejlesztettek.
- A kísérleti és kiértékelési eljárás finomhangolásával javították az elektrondiffrakció (SAED – selected area electron diffraction) reprodukálhatóságát és abszolút pontosságát. Az elektrondiffrakció elsősorban a lokalitásával tűnik ki az anyagtudományban használt szerkezetvizsgálati technikák közül, azonban pontosságát tekintve elmarad az egyéb diffrakciós módszerek, mint pl. a röntgendiffrakció (XRD) mögött. Sikeresen kidolgoztak egy eljárást, mely fő előnye hogy csökken az elektrondiffrakciós mérésben az instrumentális kiszélesedés. Ez lehetővé teszi közeli reflexiók felbontását (Δd=0.05Å) és pontosabb bemenő adatokat szolgáltat további nanoszerkezeti analízishez.
- Pécz, B; Vouroutzis, N; Radnóczi, GyZ; Frangis, N; Stoemenos, J, Structural Characteristics of the Si Whiskers Grown by Ni-Metal-Induced-Lateral-Crystallization, NANOMATERIALS 11 : 8 Paper: 1878-92 (2021)
- Pécz, B; Nicotra, G; Giannazzo, F; Yakimova, R; Koos, A; Kakanakova-Georgieva, A., Indium Nitride at the 2D Limit ADVANCED MATERIALS 33 : 1 Paper: 2006660 , (2020)
- Cora, I; Fogarassy, Zs; Fornari, R; Bosi, M; Rečnik, A; Pécz, B., In situ TEM study of κ→β and κ→γ phase transformations in Ga2O3, ACTA MATERIALIA 183 pp. 216-227. (2020)
- Balázsi, K; Furkó, M; Balázsi, C, Ceramic Matrix Graphene and Carbon Nanotube Composites In: Michael, Pomeroy (szerk.) Encyclopedia of Materials: Technical Ceramics and Glasses, Amsterdam, Hollandia : Elsevier (2021) pp. 243-259.
- Balázsi, K; Furkó, M; Liao, Z; Fogarassy, Z; Medved, D; Zschech, E; Dusza, J; Balázsi, C. , Graphene added multilayer ceramic sandwich (GMCS) composites: Structure, preparation and properties JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY 40:14 pp. 4792-4798, (2020)
- Arfaoui, M; Kovács-Kis, V; Radnóczi, G.,Diffusionless FCC to BCC phase transformation in CoCrCuFeNi MPEA thin films, JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS 863 Paper: 158712 (2021)
- Kis, VK; Sulyok, A; Hegedűs, M; Kovács, I; Rózsa, N; Kovács, Zs, Magnesium incorporation into primary dental enamel and its effect on mechanical properties, ACTA BIOMATERIALIA 120 pp. 104-115. (2021)