Prestigioasa revistă științifică de specialitate NANO ENERGY, editată de celebra editură ELSEVIER, publică o nouă lucrare științifică de excepție marca UTM – „Adaptarea selectivității senzorilor de gaz pe bază de heterojoncțiuni cu putere redusă prin funcționalizare cu nanoparticule din metale nobile”, semnată de profesorii Nicolai ABABII, Nicolae MAGARIU, sub îndrumarea prof. univ., dr. hab. Oleg LUPAN, șef Departament Microelectronică și Inginerie Biomedicală, Facultatea Calculatoare, Informatică și Microelectronică, Universitatea Tehnică a Moldovei.
Echipa de autori constituită din lectorii universitari Nicolai ABABII și Nicolae MAGARIU, sub îndrumarea prof. univ., dr. hab., șef DMIB, Oleg LUPAN, directorul Centrului Nanotehnologii și Nanosenzori, UTM, în colaborare cu echipa prof. univ., dr. hab. Rainer ADELUNG de la Universitatea din Kiel, Germania, au cercetat și obținut în premieră prin funcționalizarea suprafeței și controlul grosimii peliculelor TiO2/CuO/Cu2O structuri de senzori care, având un consum ultra-redus de energie de până la 1 nW, permit detectarea foarte sensibilă a vaporilor de H2 și compuși organici volatili la concentrații scăzute de câțiva ppm. Rezultatele acestei lucrări științifice în volum de peste 100 de pagini au fost recenzate, acceptate și publicate în urma a trei recenzii în una din cele mai prestigioasele reviste științifice de specialitate – „Nano Energy” (Elsevier) cu factor de impact 16.602, de către editorul-șef, prof., dr. Zhong Lin WANG (Georgia Institute of Technology) cu indicele H de peste 230 (SCOPUS) și locul 15 mondial între toți oamenii de știință din toate domeniile! (https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000384)
Lucrarea elucidează efortul considerabil de a fabrica dispozitive noi în Republica Moldova la UTM, care sunt utilizate în celulele solare, senzori și aplicații în optoelectronică datorită proprietăților lor electrice și structurale excelente. Printr-o abordare de funcționalizare simplă și versatilă utilizând nanoparticule de metale nobile, proprietățile senzoriale ale heterojoncțiunilor pot fi controlate la scară nanoscopică, dar și performanțele dispozitivului final. Senzorii fabricați pot avea un consum redus de energie sub 1 nW (< 10-9 W). Pentru a obține o perspectivă asupra mecanismului selectivității, au fost efectuate calcule cu Teoria funcțională a densității (DFT) în scopul simulării adsorbției H2, C2H5OH și n-C4H9OH la interfața heterostructurilor ternare decorate cu nanoparticule din metale nobile. Această lucrare pune bazele producerii unei game extrem de versatile de senzori cu consum ultra-redus de energie, iar ca primele aplicații pot fi – detectarea gazelor individuale într-un amestec.
Aceste cercetări, raportate și apreciate la nivel internațional, au fost susţinute parţial de Proiectul G5634 SPS, „Advanced Electro-Optical Chemical Sensors” AMOXES și de către UTM.
În context, autorii au menționat mai multe aspecte ale cercetărilor efectuate.
Drd. Nicolai ABABII, lector UTM:
– După o serie de cercetări și experimente de aproximativ 3 ani, a fost demonstrată posibilitatea de a obține aceste structuri ternare funcționalizate cu metale nobile, cu un consum ultra-redus de energie și cu posibilitatea de a modifica selectivitatea de la un gaz la altul.
Drd. Nicolae MAGARIU, asistent univ., UTM:
– Detectarea gazelor individuale într-un amestec este foarte dificilă, însă echipa noastră, condusă de profesorul Oleg LUPAN, a făcut un pas important spre soluționarea acestei probleme reale, la fel am acumulat și o experiență enormă fiind implicat în aceste cercetări în colaborare cu prestigioase universități din Germania, Franța, Italia, SUA, Olanda, Anglia.
Echipa de cercetători implicați în acest studiu(Oleg Lupan, prof. univ., dr. hab., UTM) a fost formată ad-hoc pentru soluționarea unei probleme specifice, implicând profesioniști din Republica Moldova în strânsă colaborare cu cei de la Kiel University – Germany, PSL Université – France, University of Central Florida – USA, University of Leeds – United Kingdom, University of Brescia – Italy, Utrecht University – The Netherlands. DMIB colaborează pe parcursul multor ani cu aceste universități având și stagii profesionale sau de practică. Lucrarea va fi disponibilă pentru toţi cititorii în format Open Access.
Profesorii UTM activează la Departamentul Microelectronică și Inginerie Biomedicală din cadrul Facultății Calculatoare, Informatică și Microelectronică și transferă cunoștințele și experiența acumulată în astfel de colaborări internaționale extinse tinerilor studioși de la FCIM, ciclurile 1, 2 și 3, licență, masterat și doctorat, respectiv.
Referinţe online:
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2211285521004961-mmc1.docx
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285521004961?via%3Dihub
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106241
https://fcim.utm.md/departamentele-fcim/departamentul-mib/
Referinţe:
Titlul lucrării “Tailoring the selectivity of ultralow-power heterojunction gas sensors by noble metal nanoparticle functionalization”
Autori: „Oleg Lupan, Nicolai Ababii, David Santos-Carballal, Maik-Ivo Terasa, Nicolae Magariu, Dario Zappa, Elisabetta Comini, Thierry Pauporte, Leonard Siebert, Franz Faupel, Alexander Vahl, Sandra Hansen, Nora H. de Leeuw, Rainer Adelung“
Universitățile:
1 Center for Nanotechnology and Nanosensors, Department of Microelectronics and Biomedical Engineering, Technical University of Moldova, Republic of Moldova.
2 Kiel University, Kiel, Germany.
3 PSL Université, IRCP, Chimie ParisTech, Paris, France.
4 Department of Physics, University of Central Florida, USA.
5 School of Chemistry, University of Leeds, United Kingdom.
6 Department of Information Engineering, University of Brescia, Italy.
7 Chair for Multicomponent Materials, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Germany.
8 Utrecht University, The Netherlands.
