Projekta numurs: 1.1.1.1/20/A/060
Tips: Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF)
Projekta ilgums: 01.04.2021 - 30.09.2023.
Projekta vadītājs: LU Cietvielu fizikas institūts, Dr. Aleksejs Kuzmins.
Sadarbības partneris: SIA LESLA LATVIA, Dr. Leslie Robert Adrian
Kopējais finansējums: 539 594,38 EUR
LU CFI finansējums: 309 397,25 EUR
Projekta kopsavilkums:
Funkcionālā tintes drukāšana ir daudzsološa tehnoloģija, kas ir lēta un videi draudzīga, un rada jaunu paradigmu digitālajā ražošanā, kur elektroniskās ierīces un shēmas var izdrukāt pēc pieprasījuma.
Šī projekta galvenais mērķis ir ink-jet tehnoloģijas izstrāde un demonstrēšana, kas spēs izdrukāt valkājamas un elastīgas funkcionālas elektroniskās ierīces, ieskaitot induktīvo antenu, kas spēj uztvert elektrisko enerģiju kilohercu diapazonā un barot drukātu elektroluminiscējošu gaismu izstarojošās ierīces, kas realizētas kā rasējumi vai 2D objekti ar vēlamo dizainu.
Projekta galvenais rezultāts ir ink-jet drukāta prototipa izstrāde gaismu izstarojošai ierīcei kopā ar bezvadu enerģijas uztveršanas antenu.
Šo rūpnieciskā pētījuma projektu īstenos Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI) un uzņēmums LESLA LATVIA. Šis starpnozaru projekts sastāv no pētniecības aktivitātēm fizikas (1.3.) un ķīmijas (1.4.) zinātnēs, elektrotehnikā, elektronikā, informācijas un komunikāciju tehnoloģijās (2.2.), materiālu zinātnē (2.5.) un nanotehnoloģijās (2.10.), atbilstoši ESAO Fraskati rokasgrāmatai.
Projekta kopējās izmaksas ir 539594,38 EUR (57,3% LU CFI un 42,7% LESLA LATVIA) ERAF ieguldījums, t.sk. publiskais finansējums ir 499124,80 EUR (92,5%).
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 25.08.2023.-30.09.2023.)
27.09.2023.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināts darbs 1., 2., 3. un 4. aktivitātes ietvaros.
Veikta funkcionālo elementu drukāšana, apstrāde un parametrizēšana. Tika sagatavoti atbilstoši tehnoloģijas apraksti.
Projekta rezultāti tika prezentēti E-MRS 2023 Fall Meeting (18.-21.09.23) un RMC-8(+1) (21.-23.09.23) konferencēs.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 23.05.2023.-24.08.2023.)
24.08.2023.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Tika turpināts darbs pie funkcionālo elementu drukāšanas, apstrādes un parametru noteikšanas, kā arī prototipa izveides. Tika sagatavots tehnoloģijas apraksts "Pilnībā drukājams elastīgs induktīvs bezvadu gaismas avots".
Latvijas Republikas patenta pieteikums Nr. 15745 ir iekļauts Patenta reģistrā 2023. gada 20. jūlijā.
Ceturtā publikācija ir pieņemta Materials žurnālā. Projekta komanda piedalījās EMRS 2023 Spring Meeting konferencē (29.05-02.06.2023) ar stenda refereātu. Nesenie projekta rezultāti tika pieņemti prezentācijai E-MRS 2023 Fall Meeting (18.-21.09.23) un RMC-8(+1) (21.-23.09.23) konferencēs.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 01.04.2023.-22.05.2023.)
22.05.2023.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomateriālu sintēze ink-jet drukāšanas tehnoloģijai lokāmas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Tika turpināts darbs pie ACEL ierīces īpaši luminiscējošām krāsām, kuru pamatā ir svina halogenīdu perovskīta nanokristāli. Tika pierādīts, ka ar anjonu apmaiņas reakcijām var regulēt cēzija svina halogenīdu perovskīta nanokristālu optiskās īpašības plašā spektrā no sarkanā līdz zilajam. Tika veikti pētījumi un gaismas emitējošo diožu (LED) un gaismas emitējošo elektroķīmisko šūnu struktūras izveidē.
Tika veikti tīra, vara un ar mangānu dopēta cinka sulfīda nanodaļiņu tālāki teoretiskie pētījumi. Mēs atklājām, ka pārejas metāla jona spina stāvoklis ietekmē lokālās vides izkropļojumus ap to. Par šo tēmu tiek gatavota ceturtā publikācija.
Projekta komanda piedalījās 19. starptautiskā jauno zinātnieku konferencē "Attīstība optikā un komunikācijās" (DOC-2023) (13.04-14.04.2023) ar trīm referātiem.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 01.01.2023.-31.03.2023.)
31.03.2023.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Tika veikti tīra, vara un ar mangānu dopēta cinka sulfīda nanodaļiņu tālāki pētījumi, un iegūtie rezultāti par dopanta atrašanās vietu ZnS struktūrā tika apstiprināti ar pirmo principu aprēķiniem. Tika veiksmīgi sasniegti vairāki projekta rezultāti, kā, uz BaTiO3 balstīts kondensatoru komplekts un elektrovadošo tintes (Cu un Ag), elektroluminiscējoša tinte (ZnS:2%Mn), izolējoša tinte (BN) un pusvadošas tintes (WS2) komplekts. Tika sagatavots tehniskais ziņojums par kondensatoru ražošanu un piecas specifikācijas par tintes ražošanu.
Sagatavots un 2023. gada 30. janvārī iesniegts Latvijas Republikas patenta pieteikums.
Projekta komanda piedalījās Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta 39. zinātniskajā konferencē (28.02-03.03.2023) ar četriem mutiskiem referātiem.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 22.09.2022.-30.12.2022.)
30.12.2022.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Laika posmā tika veikti ar mikroviļņu palīdzību neleģētu un ar varu leģētu cinka sulfīda nanodaļiņu sintēze un raksturojums. Sintezētās nanodaļiņas tika pētītas ar rentgenstaru difrakcijas, skenējošo elektronu mikroskopiju, fotoluminiscences spektroskopiju un sinhrotronu starojuma rentgena absorbcijas spektroskopiju Zn un Cu K malās.
Tika ražotas Cu, Cu-Ag, Ag nanovadu un Cu, Cu-Ag, Ag nanodaļiņu suspensijas. Dažādu plānās kartiņas, kas ražotas no Ag, Cu un Cu-Ag nanovadiem un Ag, Cu un Cu-Ag nanodaļiņām, pretestības tika salīdzinātas ar Ag un Cu plānām kārtiņām, sagatavotas izmantojot magnetrona tehnoloģiju. Elektriskie parametri tika mērīti ar van der Pauw metodi.
BN, MoS2 un WS2 2D (mono)slāņu suspensijas tika ražotas arī ar ultraskaņas pīlinga metodi.
Trešais raksts par projekta rezultātiem saistībā ar vadošām tintēm uz sudraba un vara 0D un 1D nanostruktūrām tika sagatavots publicēšanai.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 28.06.2022.-22.09.2022.)
22.09.2022.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Laika posmā tika veikti ar mikroviļņu palīdzību neleģētu un ar mangānu leģētu cinka sulfīda nanodaļiņu sintēze un raksturojums. Sintezētās nanodaļiņas tika pētītas ar rentgenstaru difrakcijas, fotoluminiscences spektroskopijas un skenējošo elektronu mikroskopiju ar enerģiju dispersīvo rentgena spektroskopiju un sinhrotronu starojuma rentgena absorbcijas spektroskopiju Zn un Mn K malās.
Tika pētīta termiskās apstrādes un impulsa lāzera apstarošanas ietekme uz Au un Ag nanodaļiņu un nanovadu ģeometriju. Iegutie rezultāti tika prezentēti YUCOMAT-2022 konferencē.
Otrais raksts par projekta rezultātiem tika publicēts žurnālā Materials Chemistry and Physics (doi: 10.1016/j.matchemphys.2022.126583).
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 14.03.2022.-27.06.2022.)
27.06.2022.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2., 3. un 4. aktivitātes).
Laika posmā tika veikta vadošu, pusvadošu (luminiscejošas) un izolējošu tintes sintēze.
Veiksmīgi sintezētas spilgti luminiscējošas CsPbBr3, CsPbCl3 un CuInS2 tintes uz toluola bāzes ar PMMA polimēru, lai izveidotu ACEL ierīci. Tika iesākta ACEL ierīces barošanas bloka izgatavošana.
Tika sintezētas Ag, Au un ITO nanodaļiņas. Šīm nanodaļiņām ir izteikta virsmas plazmonu rezonanse, un tām var būt izteiktas nelineāras optiskās parādības.
Tika turpināti testi ar tintes printeri, izmantojot PEDOT un CuInS2.
Pirmais raksts par projekta rezultātiem tika publicēts žurnālā Physica Status Solidi (b) (doi: 10.1002/pssb.202200001).
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 14.12.2021.-13.03.2022.)
14.03.2022.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1., 2. un 4. aktivitātes).
Laika posmā tika veikta vadošu, pusvadošu (luminiscejošas) un izolējošu tintes sintēze.
Tika izstrādātas un sintezētas ZnS:Mn luminiscējošās nanodaļiņas. Tika raksturota sintezēto ZnS:Mn nanodaļiņu struktūra un optiskās īpašības.
Tika turpināts darbs pie sudraba un vara nanodaļiņām. Testi parādīja no abām nanodaļiņām izgatavoto elektrisko ceļu augsto vadītspēju.
Tika veikti pirmie testi ar tintes printeri.
Pirmais raksts par projekta rezultātiem tika pieņemts publicēšanai Physica Status Solidi (b) (doi: 10.1002/pssb.202200001).
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 01.10.2021.-13.12.2021.)
13.12.2021.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika turpināta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1.aktivitāte).
Laika posmā tika veikta vadošu un pusvadošu (luminiscejošas) tintes sintēze.
Tika izstrādātas un sintezētas CsPbBr3 and CsPbI3 luminiscējošas nanodaļiņas (kvantu punkti) ar lielu luminiscences kvantu iznakumu. Sintezētiem CsPbBr3 and CsPbI3 nanokristāliem ir stipra fotoluminiscence zaļa vai sarkana diapazonā.
Tika turpināts darbs pie sudraba nanodaļiņām. Pirmie testi parādīja augstu elektrisko ceļu vadītspēju, kas izgatavoti no mūsu sudraba nanodaļiņām.
Tika veikti arī pētījumi, lai uzlabotu organiskā polimēra PEDOT:PSS bāzes tintes elektrovadītspēju, pievienojot polietilēna oksīdu (PEO).
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 01.07.2021.-30.09.2021.)
08.10.2021.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika uzsākta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1.aktivitāte).
Laika posmā tika veikta vadošu un pusvadošu tintes sintēze.
Sudraba nanodaļiņas ar dažādu morfoloģiju (sfērisku un prizmatisku) ir sintezētas izmantošanai vadošās tintēs elektrodu drukāšanai.
ZnO nanodaļiņas ar n-veida vadītspēju ir sintezētas izmantošanai p-n pārejās. 2D slāņainas SnS2 nanoplates ar zeltaini dzeltenu krāsu ir sintezētas arī izmantošanai kā n-tipa pusvadītāju tintes.
PAR PROJEKTA ĪSTENOŠANU (LAIKA POSMS 01.04.2021.-30.06.2021.)
15.07.2021.
Projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/060 ietvaros tika uzsākta nanomaterialu sinteze ink-jet drukašanas tehnoloģijai lokamas/izstiepjamas elektronikas komponentu ražošanai (1.aktivitāte).
Laika posmā tika sintezētas stipri luminiscējošas CuInS2/ZnS nanodaļiņas (tā sauktie kvantu punkti) ar kodola/apvalku struktūru un noskaņojamu fotoluminiscences viļņa garumu un joslu spraugu enerģiju. Cinka-vara-indija sulfīda kvantu punkti kļūst par zemu toksisko I-III-VI pusvadītāju saimi to plašās un krāsas regulējamās fotoluminiscences dēļ. Sintezētiem kodola/apvalka CuInS2/ZnS nanokristāliem ir stipra fotoluminiscence 550-800 nm diapazonā ar relatīvi augstu fluorescences kvantu iznākumu.
Uzsākta sintēze un elektrovadošas tintes formulēšana, kuras pamatā ir Ag nanodaļiņas. Turklāt pētīti zinātniski raksti, kuros aprakstīti slāņveida SnS2 nanoplašu sintēzes protokoli.