LZA īsteno locekļu kandidāti

7-11-2008

Nanoobjektu piesliekšņa elektronu spektroskopija un funkcionalizācija

Dr. habil. phys. LZA kor.-loc. JURIJS DEHTJARS

Tā kā nanoobjekti ir ļoti jutīgi pret ārējiem kontakta veidā ierosinājumiem, to raksturlielumu izpētei (raksturošanai) priekšroka ir bezkontaktu metodēm. Šo mērķu sasniegšanai ir piemērotas elektronu spektroskopijas tehnoloģijas, kurās, nodrošinot elektronu emisiju, pēc to enerģijas un strāvas var secināt par nanoobjekta īpašībām.

Lai mērījumu gaitā neierosinātu nanoobjektos strukturālas izmaiņas, izmanto piesliekšņa fotoelektronu emisijas režīmu, kurā elektroni tiek ierosināti ar gaismas fotoniem, kuriem enerģija nedaudz pārsniedz izejas darbu (minimālā enerģija, kas ir nepieciešama elektrona emisijas nodrošināšanai).

Paplašinot fotoemisijas iespējas, lai pētīt nanobjektus dinamiskajā režīmā, autors izstrādāja materiāliem ar šauru aizliegto zonu (pusvadītājiiem), eksoemisijas un duālas fotoemisijas mehānismu fiziku. Tika izstrādātas attiecīgas metodes un aparatūra.

Tās tika izmantotas, pētot kristāliskus (elementāros un saliktos) un amorfus pusvadītājus, kompozitmateriālus, un bioloģisko objektus (kaulus), novērtējot šo raksturīgo materiālu virsmas nanoslāņus, kā arī nano kārtiņas un nanodaļiņas.

Šo materiālu pētījumu rezultātā tika sasniegti sekojoši galvenie zinātniskie un praktiskie rezultāti:

• noteikti punktveida defektu ģenerācijas, atkvēlināšanas, migrācijas, uzkrāšanās uzvedība atkarībā no apstarošanas ar elektroniem, joniem, neitroniem, gamma, supercietā rentgena, ultravioletā starojumiem; rezultāti izmantoti mikroelektronikas ierīču, foto galvanisko plānu kārtiņu (ko izmanto saules baterijām) izgatavošanas kontrolēm un tehnoloģiju optimizācijai;

• atklāta sinerģētiska defektu uzkrāšanās silīcijā, oglekļa kompozītmateriālā, kaulā atkarībā no apstarošanas dozas. Kauliem tika piedāvāta tā kvalitātes noteikšanas metode un paradīta iespēja bioloģiski ekvivalenta ultravioletā dozimetra izveidošanas iespēja, izmantojot kaula interfeisam raksturīgās kalcija – fosfora – skābekļa (Ca–P–O) un kalcija – oglekļa – skābekļa (Ca–C–O) saites; izstrādāta izrakumos iegūto arheoloģisko kaulu agrīnas datēšanas metode, kas esošo datēšanas metožu vidū aizpilda “tukšumu” 500 gadu datēšanas intervālam;

• noteikts, ka nano slāņos (200 nm) lokalizēto mehānisko spriegumu robežas veidojas koncenrātori, kas liecina par fundamentālu elastības teorijas ekstrapolācijas iespēju uz nano mērogu; rezultāti tika izmantoti mehānisko spriegumu sadalījuma kontrolei silīcija pusvadītāju plāksnēs mikroelektronikas ierīču izgatavošanā;

• izpētīta plāno kārtiņu biezuma ietekme uz elektronu emisiju; rezultāti tika izmantoti plazmas/jonu kodināšanas “in situ” kontrolei;

• izmantojot bezkontaku mērījumus, identificēta fāzu pāreju temperatūra un izmērīts polarizācijas elektriskais lauks feroelektriskās monomolekulārās polimeru kārtiņās; rezultāts liecina par fundamentālu feroelektrības parādību molekulārā mērogā un dos iespēju izveidot jaunu nanodozimetru, atmiņas un nano optiskas sistēmas, un tml.;

• noteikts, ka monomolekulāro polimeru kārtiņu un stikla ar nanopunktiem emisija ir atkarīga no starojuma dozas; rezultāts dos iespēju jaunu nanodozimetru izveidošanai;

• atklāts, ka kaula elektroniskā “struktūra” atbilst pusvadītājam, bet uz kaula virsmas stāvokļiem absorbēto elektronu dzīves laiks ir ~30 minūtes; rezultāts pamato bioloģiskos eksperimentus, kas parādīja iespēju regulēt kaula atjaunošanas procesus, modificējot tam virsmas lādiņu;

• atklāts, ka hidroksilapatīta nanodaļiņu virsmas lādiņš ir atkarīgas no to izmēra; rezultāts tika izmantots uz hidrokslilapatīta bāzēta bioimplanta keramikas izgatavošanai ar uzlabotu biosaderību;

• bioimplantu biosaderības uzlabošanai un kaula atjaunošanas procesu regulēšanai paradīta iespēja modificēt nanostrukturētas hidroksliapatīta un kaula virsmas lādiņu, attiecīgi to hidrogenizējot vai apstarojot; rezultāts parādīja, ka hidroksilapatīts ar modificētu virsmu uzlabo imobilizāciju (osteoblasti, rauga šūnas) un palielina prolifirāciju (osteoblasti), bet imobilizētas rauga šūnas demonstrēja palielinātu spēju absorbēt metālu jonus, kas tika parādīts ar ūdens attīrīšanu; ideja virsmas funkcionalizācijai ar lādiņu tika izmantota Eiropas Komisijas projektā (PERCERAMICS, 2004.–2007.) un šīs tehnoloģijas izmanto šūnu imobilizācijai uz hidroksilapatīta (Latvijā un Polijā), virsmas slapināšanas inženierijā (Telavivas universitātē, Izraēlā, sadarbojoties ar firmu “Johnson&Johnson” );

• parādīts, ka ar elektrisko lādiņu modificētu silicija nanodaļiņas virsmu var izmantot ar vīrusu veida daļiņu kompleksu izveidošanai; rezultātu varētu izmantot potenciālo imunomodulatoru un zāļu piegādes līdzekļu izveidošanai.

Autors pirmoreiz Baltijā izstrādāja medicīnas fizikas un biomedicīnas inženierijas studiju programmu (bakalauri, maģistri, doktori). Izveidota Baltijā vislabākā rentgendiagnostikas fizikas mācību laboratorija.

Autoram ir 347 publikācijas (318 zinātniskās un 26 metodiskās), 24 izgudrojumi un patenti. Pēc korespondētājlocekļa ievelēšanas (2001. g.): 108 publikācijas (95 zinātniskās un 10 metodiskās), 4 patenti (1 Eiropas patents).

Autors piedalījies 31 projektā (8 starptautiskie), bet 21 bija vadītājs (5 starptautiskie). Piedalījies 45 ekspertīzēs (24 ārzemju institūcijām) (no tām pēc 2001.g 34.; 20 ārzemju institūcijām). Pašreiz četru starptautisko un divu Latvijas konsorciju loceklis. Saņemti 24 apbalvojumi (t. sk. Latvijas Valsts prēmija, LZA–Grindeks balva “Zelta Pūce”). Ievēlēts par Žitomiras Tehniskās universitātes goda profesoru. 21 reizi tika uzaicināts lekciju lasīšanai (pēc 2001. g. 11). 41 (39 starptautiskās) konferences organizācijas un programmu komiteju loceklis; pēc 2001. g. 23 un 20, attiecīgi. Piecām konferencēm bija priekšsēdētājs (visas starptautiskās). Autora vadībā studenti ir saņēmuši 7 balvas (t.sk. Zviedrijas un Latvijas ZA, NATO skola). Vadīja 11 doktorantus, aizstāvētas 9 doktora disertācijas (1 no Zviedrijas); 2 doktoranti strādā Austrijā (1 Starptautiskajā Atomenerģijas Aģentūrā), 1 – Lundas universitātē (Zviedrijā), 1– Eiropas Pētnieciskā centrā (Itālijā). Pašlaik vada 6 doktorantus ( 1 no Vācijas).

Autors sirsnīgi pateicas par kopēju darbu un sadarbību kolēģiem, studentiem, doktorantiem, Latvijas un ārzemju partneriem.


Par zinātnisko darbību un aktivitātēm ap to

Dr. habil. phys. LZA kor.-loc. INTA MUZIKANTE

Elektronisko procesu pētījumi molekulāros kristālos un plānās kārtiņās, kā arī polimēru plānās kārtiņās ir ļoti svarīgi sakarā ar straujo molekulārās elektronikas attīstību. Šo procesu pētījumi ir būtiska organiskās cietvielu fizikas daļa un aktīvi pētījumi pasaulē sākās tikai pagājušā gadsimta vidū. Arvien plašāk organiskos materiālus izmanto sensoru, Saules elementu un gaismas emitējošo diožu izveidē. Lielo interesi par organiskiem materiāliem nosaka arī to iespējamā plašā mērķtiecīgā sintēze ar noteiktām īpašībām.

Latvijā organisko materiālu elektronisko un fotoelektrisko procesu pētījumi kristālos un plānās kārtiņās aizsākās pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados prof. E.Siliņa, O.Neilanda un J.Freimaņa vadībā. Fizikālie pētījumi tika veikti Fizikālās enerģētikas institūtā un no 2003.gada arī LU Cietvielu fizikas institūtā. Mana līdzdalība sākās no 1975.gada pēc LU absolvēšanas. Turpmāk īsi raksturošu galvenās manas zinātniskās darbība tēmas.

Ir izstrādāts pētījumu komplekss (eksperimentālās metodes un aproksimācijas) lokālo enerģētisko stāvokļu novērtēšanai organisko savienojumu plānās kārtiņās. Tas tagad tiek pilnveidots plāno kārtiņu sistēmām, kas sastāv no vairāku atšķirīgu organisko savienojumu kārtiņām, veidojot heteropārejas. Šie pētījumi ir nozīmīgi, izstrādājot organiskos Saules elementus un gaismas emitējošās diodes.

Otra svarīga tēma ir lādiņnesēju fotoģenerācijas procesu pētījumi plānās kārtiņās. Ir parādīta autojonizācijas un CT–stāvokļu ģenerācijas mehānismu iespējamība. Iegūtie rezultāti par jaunsintezēto indandiona tipa savienojumu fotoelektriskām īpašībām parāda to iespēju izmantot organisko Saules elementu izveidošanā. Iegūtie rezultāti ir svarīgi fotoelektrisko īpašību pētījumiem polimēru sistēmās ar fotojutīgām indandiona tipa molekulām.

Trešā tēma ir saistīta ar fotoierosinātiem elektrisko īpašību pārslēgšanās procesiem polārās indandiona un azobenzola tipa molekulās. Pēdējos gados tiek pētīti procesi polimēra kārtiņās ar fotohromo molekulu piejaukumu. Laboratorijā ir izveidota iekārta fotoelektrisko īpašību pētījumiem ar Kelvina zondes metodi. Tas ir būtiski plāno kārtiņu pētījumiem, jo augšējais elektrods nav tiešā kontaktā ar kārtiņu un nesagrauj to.

Jaunākā tēma ir saistīta ar virsmas reljefa režģa veidošanu azobenzola molekulu plānās kārtiņās. Ir iegūti rezultāti, kas parāda, ka, fotoierosinot molekulas, polimēra kārtiņā notiek virsmas difrakcijas režģa veidošanās, ko nosaka gan molekulu fotoizomerizācija, gan vielas pārnese.

Visu šo tēmu svarīgumu nosaka arī tas, ka tās ir iekļautas Latvijas Valsts pētījumu programmā materiālzinātnē un LZP zinātniskajos projektos. Sadarbībā ar zinātnieku grupām Lietuvā, Vācijā, Francijā un Taivānā mūsu zinātnieku grupai ir vairāki starptautiski projekti. Mūsu grupas rezultāti ir starptautiski novērtēti, uzticot organizēt 2006.gadā 10. Eiropas konferenci par organizētām plānām kārtiņām – “European Conference on Organised Films ECOF–10”. Konferencē piedalījās ne tikai zinātnieki no Eiropas, bet arī no Japānas, Krievijas, Ukrainas un Brazīlijas. Pēc tam konferenču rakstus publicēja atzītā žurnālā Thin Solid Films. 2001. gadā viens žurnāla Molecular Crystals and Liquid Crystals viens sējums pēc mūsu ierosinājuma tika veltīts pārneses un ģenerācijas procesiem molekulāros kristālos un plānās kārtiņās un rakstus iesniedza vadošie zinātnieki no visas pasaules. Žurnāls bija veltīts prof. E.Siliņa piemiņai un guva lielu atsaucūbu.

Paralēli zinātniskam darbam notiek arī pedagoģiskais darbs, izstrādājot LU Fizikas un matemātikas fakultātes fizikas maģistratūras studentiem lekciju kursā par funkcionāliem materiāliem sadaļu par organiskiem materiāliem, kā arī izstrādāts laboratorijas darbs par polimēru kārtiņu elektriskām īpašībām. Manā vadībā ir sagatavoti un aizstāvēti diplomdarbi, bakalauru un maģistru darbi. No 1998.gada katru gadu skolēni no Rīgas Valsts 1.ģimnāzijas un Rīgas Franču liceja izstrādā savus zinātniskos darbus. Daudzi no viņiem pēc tam izvēlas studēt eksaktās zinātnes gan Latvijas Universitātē gan Rīgas Tehniskajā universitātē.


Dzīvesmākslas aktualitāte

Dr. phyl. LZA kor.-loc. IGORS ŠUVAJEVS

1. Ideoloģiskā dzīvesmāksla un tās pretstats dzīvesmākslas filosofijai, filosofijai kā dzīvesmākslai (hē peri bion technē, ars vitae). Šādas filosofijas atkalatklāšana un starptautiskā rezonanse (M. Fuko). Retrospektīvais un prospektīvais aspekts (P. Ado, V. Šmids).

a) organizatoriski kooperatīvais aspekts (starptautiskās konferences: “Dzīvesmāksla: Latvija, Baltija, Eiropa” (2007), iepriekšējos gados konferences par Nīči, Adorno, Kantu)

b) vēsturiskais aspekts – publikācijas un tulkojumi, aizsākumi Latvijā (L. Ausējs, A. Dauge u.c.)c) tulkojumi: V. Šmids (5 grāmatas, tulkojumi 6 valodās), sērija “Mūsdienu domātāji”, F. Nīče, A. Šopenhauers, I. Kants u.c. d) paša izstrādnes

2. Ētiskā un ontoloģiskā uzsvērums. Atgādinājums par “nerakstīto mācību” (agrapha dogmata) filosofijā resp. tās nereducēšanu uz zināšanām un pārņemtību ar degšanu (ekshēmmenos hypo philosophiās hōsper pyros). Uzvedināšana uz būtiespēju un aretoloģiskumu. Tikumu ētikas jauna pamatošana un izmantošana.

3. Cilvēkbūšanas (einai, ūsiā) analīze. Patības un politiskās tehnoloģijas (R. Senets, Dž. Agambens, A. Negri u.c.). Koncentrācijas nometne kā mūsdienu biopolitikas paraugs: cilvēks ir pie dzīvības, taču viņam nav varas pār to. Tiesības uz savu nāvi, ars moriendi aktualitāte. Sabiedrības kriminalizēšanās.

4. Eksistences tehnikas un psihoanalīze, bezapziņas, neapzināto sakarību nozīmīgums (labdarība, kura pamatojas nicinājumā; gatavība upurēties kā slēpta agresivitāte; amorālāks nekā zina, bet morālāks nekā domā u. tml.).

a) psihoanalīzes (dzīļu psiholoģijas) vēsture, analīze, tulkojumi, terminoloģijas izstrāde (4 paša grāmats, 5 Freida grāmatas, 2 ražošanā; 4 Junga grāmatas)

b) psihoanalīze (dzīļu psiholoģija) Latvijā

* L. Štrimpels, A. Lipšics (dzimumu maiņa) u.c.

* psihoanalītiķi Latvijā (E. Šneiders, Z. Bernfelds, O. Fenihels, M. Šperbers u.c.)

* Latvijas psihoanalītiķi (M. Vosvienieka, J. Bundulis (triumfējošā, mīlestības patība) u.c.

* Latvijā dzimušie analītiķi (F. Bēms (Vācijas pēckara analīze), A. Volfa jeb Tomazi di Lampeduza (psihoanalīzes aizsācēja Itālijā) u.c.

* psihoanalīzes recepcijas specifika (M. Liepiņa, S. Izgojevs u.c.)

c) konferences (Sapnis un īstenība globalizētajā pasaulē, 2006)

5. Ķermeņa un miesiskās patības atklāšana. Ķermeņa tehnikas (M. Moss). Problemātiskās jomas (estētiskā ķirurģija, orgānu transplantācija, gēnu inženierija). Ekoloģija kā mācība par mājošanu jeb eksistenciālo mājturību.


Pēdējā atjaunošana 7-11-2008
Powered by Elxis - Open Source CMS