Sú to už plné dva roky, čo Slovenská technická univerzita v Bratislave – Materiálovotechnologická fakulta so sídlom v Trnave začala riešiť významný projekt Vedeckovýskumné centrum excelentnosti SlovakION pre materiálový a interdisciplinárny výskum (https://teaming.mtf.stuba.sk/), kód projektu ITMS 2014+: 313011W085, ktorý je podporený v rámci operačného programu Integrovaná infraštruktúra 2014-2020 spolufinancovaného zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja vo výške takmer 10 miliónov eur. Hlavné aktivity projektu pre rok 2021 boli smerované na rozvoj excelentného pracoviska a posilnenie vedeckého inštitútu SlovakION pre etablovanie sa v ERA v transdisciplinárnych VaV oblastiach RIS3.
Riešitelia projektu sa venovali analytickému výskumu, realizácii mnohých výpočtov a meraní a tiež experimentálnej činnosti, z čoho pramení publikačná aktivita, kde vznikli významné vedecké príspevky v bonitných, najmä zahraničných vedeckých časopisoch. Realizovali sa benchmark výpočty NMR tienenia iónov alkalických kovov v iónových kvapalinách v kooperácii s CERN-ISOLDE (Švajčiarsko), výpočty povrchových a interface energií pre Ag/AlN Cu/AlN, upscaling pomocou klasických comb3 potenciálov v spolupráci s EMPA, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, ale i ladenie prostredia ASE na výpočty energií pre Monte Carlo simulácie vysoko-entropických zliatin. Výpočtovo sa hľadali najstabilnejšej štruktúry pomocou evolučných algoritmov (EA) kryštálových štruktúr Ni2O3 (odlaďovanie technických parametrov a priebežný monitoring). Chemická syntéza Ni2O3 pre plánovanú publikáciu s pracovným názvom Explaining the existence of crystalline Ni2O3. Modelovania kryštálových štruktúr PdO2 pomocou evolučných algoritmov.
Významnými aktivitami boli: výber materiálových kompozícií pre plazmové nanášanie povlakov s využitím nového pulzného generátora vysokointenzívnej plazmy, vyhodnocovanie experimentálnych dát pomocou analytických SW modulov, modifikovanie materiálových vlastností v modeloch zaoberajúcimi sa mechanicko-tepelnými napätiami v systéme supravodivá páska modifikovaná kompozitom s vysokou tepelnou vodivosťou a vyhodnocovanie dát z vypočítaných modelov. Pokračovalo sa v analýze zliatin AlCoCuxFeNi (x= 0.6, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0) po odliatí. Analyzovali sa výsledky röntgenovej difrakcie tak na práškových, ako aj na objemových vzorkách. Realizácia experimentov implantácie PdOx, analýza vzoriek, potvrdenie úspešnosti experimentu, optimalizácia procesných parametrov. Vyhodnotenie dát z XRD a RBS.Meranie a vyhodnocovanie PdOx naprášených povlakov pomocou metódy RBS a PIXE. Jednalo sa najmä kontrolu a korekciu parametrov technológie naprašovania.
Pokračovalo sa v meraniach RBS/kanálovania na experimentálnych Si vzorkách, ktoré spočívalo v spolupráci s automatizérmi na príprave špeciálneho programu, ktorý automaticky generuje a spracúva dávku súborov, ktoré sa vkladajú do meracieho systému 6 MV Tandetronu. Ďalšími aktivitami boli koordinácia aktivít na 6 MV tandetrone a 500 kV iónovom implantátore, vyhodnocovanie dát z experimentov implantácie PdOx, vyhodnotenie snímkov transmisnej elektrónovej mikroskopie a záznamov elektrónovej difrakcie, realizácia experimentu testovania radiačnej odolnosti GaAs polovodičových substrátov za účelom vyhodnotenia vplyvu intenzity toku iónov na radiačné poškodenie.
Realizovala sa inštalácia iónového zdroja TORVIS s príslušenstvom, oživovanie a preverovanie správnej funkčnosti jednotlivých súčastí iónového zdroja na plyny (H, He) (aj s elektro-magnetickým analyzátorom a injektorom s monitorovacím systémom zväzku) TORVIS ako ďalšieho injektora do 6 MV tandemového urýchľovača iónov Tandetron, HVE. Iónový zdroj TORVIS bude slúžiť ako vysokoprúdový zdroj H a He záporných iónov pre 6 MV Tandetron, tandemový urýchľovač iónov. Ďalšími aktivitami boli riešenie komunikácie medzi riadiacim počítačom a jednotlivými meracími a riadiacimi blokmi zabezpečujúcimi diaľkové riadenie TORVIS systému, tiež upgradovanie ďalšieho iónového zdroja – Duoplasmatron, testovanie a hľadanie vhodného zostavenia.
Testovacie FullCI a CASSCF výpočty v rôznych programových balíkoch (GAMESS-US, MOLCAS) sa realizovali pre návrh metodológie separácie statickej a dynamickej korelácie. V prvotnej fáze reprodukujeme výsledky pre molekulu CO v rovnovážnej a natiahnutej geometrii, prípadne lineárnu retiazku vodíkov. Simulácie 1D-molekulárneho nanovlákna fluoridu striebra odvodeného z vysokotlakej fázy, štúdium podmienok dynamickej stability pri nadkritickom režime uniaxiálneho namáhania štruktúry prvoprincípovými metódami, elektrónová štruktúra vysokotlakej kryštalickej fázy AgF2 s nanorúrkovými štruktúrnymi jednotkami v GGA-DFT a hybridnom výmenno-korelačnom funkcionáli, výpočty hustoty elektronických stavov a pásmová štruktúra, predstavovali aktivity v roku 2021.
Najvýznamnejšími úspechmi v druhom roku riešenia projektu bolo najmä publikovanie dvoch článkov:
Významná spolupráca pokračuje s CERN-ISOLDE a taktiež so Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, EMPA Dubendorf, Ruđer Bošković Institute v Zagrebe, ale i Fyzikálnym ústavom SAV Bratislava. Výsledky projektu sa budú uplatňovať v priemyselnej praxi poskytnutím riešení pre výskum v oblasti prípravy materiálov, ktoré nájdu uplatnenie v oblasti energetiky, automobilového priemyslu, optike, elektrotechnike, fotovoltaike, príp. špecifických technológiách displejov, výrobných technológiách, informačných a komunikačných technológiách, optike, senzorike. Naplnenie generálneho cieľa projektu vytvoriť udržateľné excelentné výskumno-vývojové, inovačné a inštitucionálno-riadiace prostredia na realizáciu aktivít v oblasti materiálového výskumu pokračuje a výrazným spôsobom kreuje slovenskú vedu. Aktivity projektu majú ambície dosiahnuť štatút medzinárodne vedecky konkurencie schopného centra najmä v oblasti materiálového výskumu využívajúceho technológie iónových zväzkov a plazmy, ale aj v interdisciplinárnych oblastiach výskumno-vývojových aktivít.
Realizácia projektu: Slovenská technická univerzita v Bratislave – Materiálovotechnologická fakulta so sídlom v Trnave, Kontakt: doc. Ing. Róbert Riedlmajer, PhD. – zodpovedný riešiteľ projektu (robert.riedlmajer@stuba.sk)
Táto tlačová správa vznikla vďaka podpore v rámci operačného programu Výskum a inovácie pre projekt: Vedeckovýskumné centrum excelentnosti SlovakION pre materiálový a interdisciplinárny výskum, kód projektu v ITMS2014+ : 313011W085 spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.“