Contaract Nr.: 12-129/2008
Subprogram: S7
Tipul Proiectului: Cercetari Complexe
Titlul Proiectului: Nanostructuri self-asamblate cu arhitecturi hibride si aplicatiile lor in tehnologii bazate pe manipularea spinilor
Acronim: NANOSPIN
Coordonator: Institutul National CD Fizica Materialelor (INCDFM), Bucuresti-Magurele
Director proiect: Dr. Ovidiu Crisan

Parteneri in consortiu:

• Institutul National de C-D pentru pentru Microtehnologie IMT Bucuresti (Dr. R. Müller)
• Institutul National de C-D pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei INFLPR Bucuresti(Dr. C. Luculescu)

Scopul final al proiectului:
exploatarea din perspectiva interdisciplinara a conceptelor de auto-organizare a NP magnetice, a conceptelor de imprastiere si tunelare dependenta de spin, in fabricarea de arii bidimensionale de NP magnetice de tip core-shell si integrarea lor in dispozitive logice cu geometrii conductive prestabilite.

Obiective generale:

1. Exploatarea din perspectiva interdisciplinara a conceptelor de auto-organizare a NP magnetice, a conceptelor de imprastiere si tunelare dependenta de spin SDT si GMR, in fabricarea de arii bidimensionale de NP magnetice de tip core-shell, monodisperse si regulat dispuse pe substrate cu conditionare logica,
2. Integrarea lor in dispozitive logice cu modele si geometrii conductive prestabilite si linii de curent depuse in mod prealabil prin litografie,
3. Explorarea raspunsului magnetorezistiv si de transport de spin prin tunelare a unei nanoparticule individuale si/sau a unui lant de nanoparticule,
4. Integrarea si exploatarea ulterioara a acestor dispozitive logice in tehnologii de varf, drept arii de senzori magnetici de dimensiuni nanoscopice, individual exploatabili.

Obiective specifice:

1. Sinteza de NP core-shell prin metode alternative si moderne, pentru utilizare in fabricarea de structuri cu arhitecturi hibride;
2. Crearea de arii auto-organizate de elemente GMR alcatuite din NP core-shell cu miez conductiv si invelis magnetic, arii periodice si regulate, cu un inalt grad de ordonare, stabilitate si reproductibilitate.
3. Elucidarea mecanismelor ce guverneaza principiile auto-organizarii NP core-shell in arii 2D si studiul detaliat al efectelor concurentiale ale interactiilor responsabile pentru auto-organizare.
4. Investigarea aprofundata a proprietatilor structurale, morfologice, electrice, magnetice si de magneto-transport ale NP core-shell si ale ariilor 2D obtinute prin auto-asamblarea NP.
5. Elucidarea mecanismelor de interactie magnetica, influenta caracteristicilor structural morfologice asupra efectelor GMR si SDT precum si a parametrilor functionali ai ariilor periodice de NP.
6. Abordarea teoretica si experimentala a mecanismelor complexe de transport electronic dependent de spin; aprofundarea efectelor de imprastiere dependenta de spin si a fenomenelor de precesie de spin ce conduce la sensibilitatea crescuta a raspunsului GMR sau SDT in ariile de NP core-shell.
7. Integrarea ariilor periodice de NP si a dispozitivelor logice pre-modelate prin litografie in sisteme cu arhitecturi hibride. Strategii de implementare pentru utilizarea lor ca arii de nanosenzori magnetici.

Stadiul de realizare in 2010:

Etapa a III-a: Efecte structural-morfologice si parametri functionali ai ariilor de nanoparticule.
Termen: Dec. 2010
Buget (credite angajament): 258309 lei
Activitati efectuate:

• Studiul structural-morfologic al ariilor de nanoparticule. Elemente de dispunere selective pe substrate.
• Reproductibilitatea sintezei in piroliza laser a NP cu surfactare carbonica. Studiul efectelor de dispersare, rolul parametrilor de sinteza si a conditiilor de preparare in evitarea clusterizarii post-sinteza.
• Realizarea prin EBL de masti polimerice pentru arii periodice 2D. Experimentarea tehnicilor de lift-off pentru transpunerea modelelor (pattern) pe substratele de Si.
• Diseminarea rezultatelor cercetarii

Participare tineri cercetatori:

• Din cei 22 de cercetatori cu studii superioare, participanti cu ponderi semnificative la proiect, 9 au varste mai mici de 35 de ani, 4 dintre acestia fiind doctoranzi.
• Tinerii cercetatori au beneficiat de stagii de formare comune la partenerii din Consortiu si stagii de pregatire (pe tematica proiectului) in Franta (2 participari)
• Pe tematici ale proiectului, o tanara doctoranda a sustinut teza de doctorat la Universitatea Maine din Le Mans, Franta in feb. 2009.
• Tinerii cercetatori au participat la mai multe conferinte internationale si scoli de vara / stagii de formare cu participare internationala:
• 7th International Conference on Nanosciences and Nanotechnologies NN10
• 4th International Summer School on Nanosciences and Nanotechnologies ISSON-10, Ouranopolis, Grecia,
• International Training Workshop on Laser Technology and Applications, 2010, Wuhan, China

Indicatori de rezultat / Diseminari:

Produse, sisteme:

• 6 produse nanoelectronice si fotonice (electrozi interdigitali, modele masti nanolitografice)
• 10 nano si microsisteme (NP core-shell, arii 2D de NP, NP cristalizate pe substrate tip multistrat premodelate
• 11 materiale avansate (clase de sisteme bazate pe NP auto-asamblate)