Laboratorij materijala za konverziju energije i senzore

Laboratorij materijala za konverziju energije i senzore

Osnovna tematika laboratorija temelji se na postojećim projektima Hrvatske zaklade za znanost i Europskog socijalnog fonda u sklopu kojih se istražuju mogućnosti modificiranja svojstava tankih filmova metalnih oksida, prvenstveno ZnO  i TiO2, podešavanjem njihove nanostrukture i aktiviranjem njihove površine.

Labos_prezentacija
Andreja Gajović

Voditelj laboratorija

dr. sc. Andreja Gajović

+385 1 468 0113
Fax: +385 1 4680112
left right

Svojstva se optimiraju primarno za upotrebu u fotonaponskim uređajima no rezultati će biti primjenjivi i za druge opto-električne uređaje, razne vrste senzora, katalizatore itd.    

Pri tom se određuje korelacija nanostrukturnih osobina sa optičkim, vibracijskim i električnim osobinama s jedne strane te ovisnost strukture o parametrima formiranja nanostruktura sa druge. Ovo omogućava provjeru teoretskih predviđanja vezanih za defekte i nisko-dimenzionalne strukture i modeliranje rasta tankih filmova. Realiziraju se nano-strukture koje su izdužene u smjeru okomitom na površinu,  sastoje se od jedne vrste oksida a dekorirane su drugom vrstom oksida ili metalnim nanočesticama. Od pripravljenih nanokomozita se očekuje značajno povećanje efikasnosti kod fotonaponskih ćelija, postizanje svojstava postojane fotovodljivosti, te izvrsna fotokatalitička i senzorska svojstva.

Tehnike priprave materijala:(i) kemijske metode, (ii) vakuumska depozicija pomoću magnetronskog rasprašivanja.

(i) Kemijske metode (uključujući sol-gel tehnike i hidrotermalnu sintezu) ostavljaju velike mogućnosti u formiranju raznih nano-struktura (npr. nano-kristali, nano-žice, nano-plohe, nano-cjevčice), olakšavaju veću fleksibilnost pri optimizaciji priprave i bolju statistiku u određivanju povezanosti  strukture sa svojstvima. Kemijski pripravljene nanostrukture se nanose u tankim slojevima metodom „spin-coating“.

(ii) Tehnike formiranja filmova kao što je magnetronska depozicija imaju i tehnološki značaj zbog jednostavnog povećanja skale do industrijskih razmjera obzirom da fotonaponske solarne ćelije i senzori podrazumijevaju formiranje tankih slojeva na velikim površinama razne Zbog toga se optimalna strukturna svojstva, koja se eksperimentalno potvrde kemijskim metodama, nastoje postići magnetronskom depozicijom.

Modifikacija površine nanostruktura: varira se struktura i kemijska svojstava modifikatora kako bi se uz visoku efikasnost, postigla visoka stabilnost kod fotonaponskih uređaja, te će se po potrebi uvesti novi materijali kao osnova za aktivne slojeve u fotonaponskim uređajima. Za ostale primjene se nastoji variranjem vrste i svojstava materijala povećati vrijeme postojane fotovodljivosti, osjetljivost, limit detekcije, selektivnost i linearnost senzora, te efikasnost i trajnost fotokatalizatora. U nastavku će se posvetiti više pažnje modificiranju i funkcionalizaciji površine optimiranih nanokompozita u skladu s teorijskim modelima dobivenim u suradnji s teorijskim grupama.

Tehnike karekterizacije materijala: Ramanova spektroskopija, UV-vis spektroskopija, pretražna elektronska mikroskopija (SEM), transmisijska elektronska mikroskopija (TEM) u inozemnim grupama (Centar za elektronsku mikroskopiju, IJS, Ljubljana, Electron microscopy group, FHI-MPG, Berlin), rendgenska difrakcija (u suradnji s FKITom i PMFom), impedancijksa spektroskopija (u suradnji s LFM-ZKM-IRB).
 
Uz osnovnu tematiku laboratorija, dio njegovih članova paralelno sudjeluje u tematikama i projektima prijavljenim sa suradnim grupa unutar i zvan IRBa.
PROJEKTI

VOĐENJE PROJEKATA:
1. 2015-2018 HrZZ projekt “Nanokompoziti cinkovog oksida i titanijevog dioksida za fotonaponsku primjenu” (IP-2014-09-9419) A. Gajović (668.298,00 kn)
2. 2015-2016 projekt EU socijalnog fonda „Nanostrukture titanijevog dioksida za foto-naponsku ćeliju, profesionalni razvoj mladih istraživača/poslijedoktoranada“ D. Gracin (1.894.000,00 kn).
3. 2015/2016 Zaklada HAZU „Postojana fotovodljivost u BaTiO3/TiO2 heterostrukturi“ A. Gajović (8.000,00 kn).
4. 2016-2017 Hr.-Njem bilaterala (MZOŠ-DAAD): „In situ optimizacija rasta 2D halkogenida baziranih na prijelaznim metalim (TMDs) za potencijalne primjene u elektronici i optoelektronici“ A. Gajović (IRB) -M. G. Willinger (FHI-MPG).
SUDJELOVANJE NA PROJEKTIMA:

5. 2014-2018 HrZZ  „Bioinspirirani materijali - mehanizmi nastajanja i interakcija” (D. Kralj) – sur. A. Gajović 50%, M. Plodinec 50%
6. 2015-2019  HrZZ “Zelena sinteza organopaladijevih foto-osjetljivih spojeva (M. Ćurić), sur. K. Juraić 20%..
7. 2016-2019 HrZZ  Uspostavni HrZZ Mehanokemijska reaktivnost pod kontroliranim uvjetima temperature i atmosfere za čistu sintezu funkcionalnih materijala” (K. Užarević) – sur. D.Gracin 30%.
8. 2015-2017 Hrv.-Kin. bilat. "Mechanochemical organic synthesis: Experimental and theoretical investigation of reaction mechanisms" (V. Štrukil) – sur. D. Garcin.
SUDJELOVANJE U CENTRU IZVRSNOSTI:

Centar izvrsnosti za napredne materijale i senzore (CEMS), sudjelovanje u jedinicama
(a) Novi funkcionalni materijali: sudjeluju A. Gajović i M. Plodinec
(b) Grafen i srodne 2D strukture: sudjeluju A. Gajović i M. Plodinec

Andreja Gajović
dr. sc.

znanstveni savjetnik
voditelj laboratorija
+385 1 468 0113
1227

Daniel Meljanac
dr.sc.

poslijedoktorand
+385 1 468 0113
1227

Davor Gracin
dr

znanstveni savjetnik
+385 1 468 0237
1426
+385 989139770

Ivana Panžić
Mag.chem.

Doktorand
+385 1 456 1106
1239

Krunoslav Juraić
dr. sc.

znanstveni suradnik
+385 1 456 0970
1426

In situ optimizacija rasta 2D halkogenida baziranih na prijelaznim metalima

Glavni istraživač / voditelj: Andreja Gajović

hrvatsko-njemačka suradnja
Inozemni partner: Fritz Haber Institute - Max-Planck-Gesellschaft, Department for inorganic chemistry, Njemačka

više »

Micro-Raman spectroscopy study of bio-ceramic surface composition changes

Glavni istraživač / voditelj: Andreja Gajović

hrvatsko-francuski program „Cogito“ Partnerstvo Hubert Curien
Inozemni partner: University of Valenciennes and Hainaut Cambrési, Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés (LMCPA)

više »

Perovskiti za fotonaponsku primjenu

Glavni istraživač / voditelj: Andreja Gajović

Projekt zaklade HAZU

više »