Planowana struktura Laboratorium Centralnego

Warszawa, 13 czerwca 2012
Planowana struktura Laboratorium Centralnego
Ze względu na duże skomplikowanie i różnorodność planowanej do zakupu infrastruktury badawczej
oraz szeroką interdyscyplinarność prowadzonych badań, poszczególne części programu badawczego
CEZAMAT-u prezentowane są w odniesieniu do poszczególnych platform aparaturowych.
Platforma aparaturowa w przypadku projektu CEZAMAT to laboratorium lub zespół laboratoriów,
w którym będą wykonywane badania o zbliżonym zakresie.
Laboratorium Centralne obejmuje: platformę modelowania i symulacji, platformę technologii
struktur, przyrządów i układów, pracownię technologii hybrydowych, obróbki oraz montażu struktur
i układów, platformę wytwarzania materiałów, platformę biotechnologii oraz platformę diagnostyki
i charakteryzacji materiałów, struktur, przyrządów i układów.
1. Platforma modelowania i symulacji
Program badawczy, jaki będzie realizowany w ramach platformy modelowania i symulacji obejmuje
między innymi następujące zagadnienia:
modelowanie/symulacja właściwości materiałów (jeszcze przed ich wytworzeniem)
modelowanie/symulacja działania indywidualnych przyrządów elektronicznych, fotonicznych
i mikromechanicznych (tranzystory, elementy pamięci, sensory, belki drgające, membrany)
modelowanie/symulacja przebiegu procesów technologicznych (wstępna optymalizacja
technologii)
projektowanie konstrukcji przyrządów, układów (np. elektronicznych i/lub fotonicznych
układów scalonych) i systemów
Platforma ta posiadała będzie odpowiednie oprogramowanie oraz duże moce obliczeniowe, co
umożliwi różnorodne prace teoretyczne.
1
2. Platforma technologii struktur, przyrządów i układów
Platforma technologii struktur, przyrządów i układów wyposażona będzie w najnowocześniejszą
specjalistyczną aparaturę technologiczną oraz laboratoria o wysokiej czystości powietrza, stabilności
temperatury i wilgotności typu clean-room. Do urządzeń technologicznych doprowadzona będzie
ultra czysta woda oraz ultra czyste gazy. Laboratoria tej platformy umożliwią budowanie struktur,
przyrządów i układów różnego typu, zarówno elektronicznych, jak i fotonicznych, które będą mogły
znaleźć zastosowanie praktyczne w bardzo wielu dziedzinach życia, począwszy do komunikacji
(szeroko rozumiana wymiana informacji), poprzez transport, bezpieczeństwo, pozyskiwanie
i zarządzanie energią, aż po ochronę zdrowia.
Badane technologie i materiały, ze względu na wzajemną niekompatybilność, wymusiły podział na
rozłączne strefy-pracownie:
Pracownia technologii i fotolitografii krzemowych materiałów półprzewodnikowych
Pracownia technologii i fotolitografii alternatywnych materiałów półprzewodnikowych
Pracownia nanolitografii
Pracownia implantacji jonów
Poszczególne pracownie dedykowane są do pracy z użyciem różnych materiałów (krzemowa do
krzemu
i
jego
związków,
a
półprzewodników
alternatywnych
do
półprzewodników
szerokopasmowych). W pracowniach technologii materiałów półprzewodnikowych będzie istniała
możliwość wytwarzania nowych warstw o z góry założonym składzie lub profilu, o grubościach od
pojedynczych warstw atomowych do kilkudziesięciu mikrometrów.
3. Pracownia technologii hybrydowych, obróbki oraz montażu struktur i układów
Pracowania technologii hybrydowych, obróbki oraz montażu struktur i układów ta specjalizować się
będzie m.in. w montażu i hermetyzacji oraz zamykaniu w obudowy struktur i przyrządów
wykonanych w innych pracowniach, nadając im ostateczną formę użytecznego elementu lub układu.
Oprócz tego prowadzone w niej będą prace nad technologiami nanoszenia warstw i obiektów
o konkretnych kształtach na podłoża organiczne i elastyczne. Takie elementy mogą znaleźć
zastosowanie zarówno w tanich ogniwach słonecznych, jak i w elektronice wbudowywanej
w tekstylia (np. w ubrania).
2
4. Platforma wytwarzania materiałów
Tematyka badawcza platformy wytwarzania materiałów skoncentrowana będzie na opracowaniu
technologii wytwarzania nowoczesnych materiałów dla potrzeb mikro-, nano- i optoelektroniki. Ze
względu na wzajemną niekompatybilność badanych materiałów, platforma składać się będzie
z dwóch rozłącznych stref-pracowni:
Pracownia wytwarzania nano-materiałów
Pracownia wytwarzania i badania nano-zawiesin, mikro- i nano-areozoli
Specjalnością
pracowni
wytwarzania
nano-materiałów
będzie
wytwarzanie
materiałów
funkcjonalnych. Materiały te, w zależności od zastosowanej metody lub parametrów, mogą posiadać
bardzo różne właściwości, które pozwalają na ich zastosowanie zarówno w elektronice i fotonice, jak
i w biosensorach (służących np. do wykrywania komórek nowotworowych). Inna intrygująca
dziedzina uprawiana w tej pracowni to wytwarzanie przestrzennych, trójwymiarowych struktur
metalo-organicznych (Metal-Organic-Framework), które mogą znaleźć zastosowanie zarówno w
przechowywaniu jak i dozowaniu gazów lub odczynników chemicznych, w tym leków.
W pracowni wytwarzania i badania nano-zawiesin, mikro- i nano-areozoli prowadzone będą prace
nad wytwarzaniem i zastosowaniami nano-zawiesin, mikro- i nano-areozoli (stałych i ciekłych), a
także nad materiałami filtracyjnymi. Tego typu fazy mogą znaleźć w przyszłości zastosowanie w
produkcji leków. W pracowni tej prowadzone będą także badania hydrodynamiki i transportu masy w
mikro-reaktorach.
5. Platforma biotechnologii
Platforma biotechnologii dedykowana jest dla prac związanych z wykorzystaniem nanostruktur,
mikrostruktur oraz materiałów funkcjonalnych m.in. do budowy biosensorów i mikroukładów
analitycznych. Biosensory znajdują swoje zastosowanie w analizach klinicznych (np. markery
chorób, neuroprzekaźniki), środowiskowych (np. metale ciężkie, pestycydy), jak i w przemysłowych.
W szczególności opracowywane będą warstwy selektywnie czułe na wybrane (bio)anality, czyli te
elementy struktury, które decydują o polu zastosowań danych czujników.
3
Z kolei miniaturowe systemy bioanalityczne stwarzają m.in. unikatowe możliwość kompleksowej
oceny surowców i produktów farmaceutycznych oraz kosmetycznych.
Badanie te wykonywane będę w ramach następujących pracowni:
Pracownia materiałów mikrobiologicznych
Pracownia syntezy i separacji biomateriałów
Pracownia miniaturowych systemów bioanalitycznych
Pracownia biosensorów i bioogniw
6. Platforma diagnostyki i charakteryzacji materiałów, struktur, przyrządów i układów
Wszelkie działania technologiczne muszą podlegać ocenie zarówno w kontekście uzyskania
oczekiwanych parametrów materiałów, elementów i systemów, jak i ich niezawodności, stąd
obecność w Centrum pracowni diagnostyki i charakteryzacji. W wyniku prowadzonych pomiarów
możliwa będzie optymalizacja materiałów, konstrukcji i technologii wytwarzania przyrządów
i
układów.
Prowadzone
będą
także
prace
nad
doskonaleniem
metod
pomiarowych.
W skład tej platformy wchodziły będą następujące pracownie:
Pracownia badania powierzchni
Pracownia badania składu
Pracownia diagnostyki elektrycznej
Pracownia diagnostyki magnetycznej
Pracownia diagnostyki optycznej
Pracownia diagnostyki właściwości wytrzymałościowych statycznych i dynamicznych
Nieustanna miniaturyzacja rozmiarów indywidualnych elementów i obszarów decydujących o
poprawności ich działania stanowi wielkie wyzwanie i wymusza zarówno stałe doskonalenie już
wykorzystywanych metod, jak i opracowywanie nowych.
4