Hologrāfiskā ieraksta materiālu izstrāde uz azo-benzola un epoksīda savienojumu bāzes (2020.-2022.)

 

2. posms

Projekta numurs: KC-PI-2020/26

Tips: LIAA Atbalsts pētniecības rezultātu komercializācijai

Projekta ilgums: 01.12.2020 -30.06. 2022

Projekta vadītājs: LU Cietvielu fizikas institūta vad. pētn, Dr.phys. Jānis Teteris

Kopējais finansējums: 305 000 EUR

LU CFI finansējums: 30 000 EUR

Projekta mērķis: Izpētīt fotoinducētos masas pārneses procesus amorfās halkogenīdu un azo-benzola organisko savienojumu plānās kārtiņās un, izmantojot šos procesus un materiālus, izstrādāt jauna tipa fotorezistus hologrāfiskam ierakstam, kas neprasa ķīmisko apstrādi pēc gaismas ekspozīcijas. Fotorezista virsmas reljefs veidojas tieši hologrāfiskā ieraksta ekspozīcijas laikā gaismas un materiāla mijiedarbības rezultātā. Tātad tas ir vienas pakāpes litogrāfisks process, kas dod iespēju atteikties no kaitīgu ķimikāliju pielietojuma ražošanas procesā.

Galvenie projekta uzdevumi:

  1. Optimizēt ieraksta materiālu (gan halkogenīdu, gan azobenzīna savienojumi) fizikālās un ķīmiskās īpašības ierakstam ar lāzeriem optiskā spektra diapazonā 400 – 650 nm. Līdzšinējie pētījumi parāda, ka noteicošā loma fotoinducētai masas pārbīdes procesā ir ieraksta materiāla fotoinducētai dubultlaušanai. Tāpēc galvenā vērība projektā tiks pievērsta ieraksta materiālu fotoinducētās dubultlaušanas vērtības palielināšanas iespējām.
  2. Ieraksta apstākļu optimizēšana, kas iekļauj ierakstošā lāzera viļņu garumu, ieraksta starojuma intensitāti, ierakstošo staru polarizācijas konfigurāciju, papildus starojuma pielietošana ieraksta laikā.
  3. Pētījumi tiešā reljefa ieraksta fotojutības uzlabošanai, izmantojot šķidro kristālu piedevas, reljefa pastiprināšanu ar gaismu un ārējo elektrisko lauku pēc ieraksta.
  4. Izstrādātā rezista uznešanas tehnoloģijas optimizācija  uz stikla pamatnēm.

 


 

Jaunumi par projektu

Par periodu: 01.03.2021-31.05.2021

2021. gada 1.jūnijā

Darba mērķis šinī laika periodā bja iztrādāt projektā plānotos prototipus – mācību komplekta izveide, kurā tiktu izmantots jaunizstrādātais hologrāfiskā ieraksta materiāls. Mācību komplekts paredzēts hologrāfiskā ieraksta un difraktīvās optikas elementu demonstrēšanai fizikas mācību kursa ietvaros skolniekiem un studentiem. Prototips nr.1 paredzēts dažādu difraktīvo optisko elementu un hologramu demonstrēšanai un laboratorijas darbu izpildei. Tā sastāvā ietilpst lāzeris ar viļņa garumu sarkanajā diapazonā (630 – 670 nm) un difraktīvie optiskie elementi (3 režģi ar periodu diapazonā 0.5 – 20 mm, 2 lēcas) un hologramma. Prototipa izgatavošanas izmaksas tiek prognozēas 50 – 70 EUR robežās.

Prototips nr.2 paredzēts gan difraktīvo optisko elementu un hologramu demonstrēšanai un laboratorijas darbu izpildei, gan hologrammu ierakstam. Šim nolūkam variants nr.1 tiek papildināts ar koherenta starojuma 532 nm lāzeri ar intensitāti 80 – 100 mW. Kā ieraksta materiāls tiek izmantots šī projekta ietvaros izstrādātais tiešā ieraksta fotorezists uz azobenzola un epoksīda savienojumu bāzes ar uzlabotu fotojutību. Prototipa nr.2 komplektā ietilpst starojuma 532 nm dalītājs, spoguļi 2 gab., ieraksta parauga turētājs. Izstrādātais ieraksta materiāls nodrošina tiešu virsmas reljefa hologrāfisko režģu veidošanos ieraksta laikā. Rezistam nav vajadzīga ķīmiskā apstrāde pēc gaismas ekspozīcijas un ar to var strādāt  apgaismojuma apstākļos.


Par periodu: 01.12.2020-28.02.2021

2021. gada 1. martā

Darba mērķis šinī laika periodā bija projektā pētāmo ieraksta nateriālu fotojutības uzlabošana. Patreiz labāko (gaismas jutīgāko) azomateriālu gaismas jutība virsmas reljefa hologrāfiskam ierakstam ir ap 1 J/cm2. Lai būtiski uzlabotu ieraksta materiāla gaismas jutību, tika izmantoti Ag saturošu savienojumu piedevas. Ieraksta laikā gaismas iedarbībā uz ieraksta materiāla virsmas tiek izveidoti metāliskā Ag nanodaļiņu režģi. Rezultātā tika ieraksīti virsmas reljefa režģi ar periodu 1 un 0.5 mm ar ieraksta ekspozīciju ~50 mJ/cm2. Hologrāfiskā ieraksta materiāli ar šādu jutību ir piemēroti hologrammu ierakstam ar izmēriem līdz 5x5 collas, izmantojot laboratorijā pieejamos lāzerus ar viļņa garumu 532 nm un jaudu 5 W.

Rūpniecības nozares kontaktu apzināšanā fokuss tiek likts uz esošo konkurējošo produktu lietotājiem, daži no kuriem atrodas Latvijā. Paredzēts iesaistīt CFI partneru organizācijas Zviedrijā Projekta "KC-PI-2020/26" "Hologrāfiskā ieraksta materiālu izstrāde uz azo-benzola un epoksīda savienojumu bāzes"  2.posma ietvaros uzsākta izstrādājamā materiāla pilnveidošana ražošanas prototipu izgatavošanai. Ir uzsākta rūpniecisko ekspertu loka, kā arī potenciālo produkta lietotāju apzināšana. Notikušas pirmās tikšanās ar izglītības nozares pārstāvjiem, mācību komplekta izveidei, kurā tiktu izmantots jaunizstrādātais hologrāfiskā ieraksta materiāls. Mācību komplekts paredzēts hologrāfiskā ieraksta un difraktīvās optikas elementu demonstrēšanai fizikas mācību kursa ietvaros RISE un KTH.

 


 

1. posms

Projekts Nr. KC-PI-2020/26

Projekta  ilgums: 01.04.2020. – 30.09.2020.

Projekta zinātniskais vadītājs: Dr.phys Jānis Teteris

Projekta īstenotāji: Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

2017.gada 25.maijā starp Latvijas Investīciju un attīstības aģentūru (turpmāk – LIAA) un Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtu (turpmāk – LU CFI) tika noslēgts līgums Nr. KC-L-2017/17 par atbalsta saņemšanu Ministru kabineta 2016.gada 25.oktobra noteikumu Nr.692 „Darbības programmas „Izaugsme un nodarbinātība” 1.2.1. specifiskā atbalsta mērķa „Palielināt privātā sektora investīcijas P&A” 1.2.1.2. pasākuma „Atbalsts tehnoloģiju pārneses sistēmas pilnveidošanai” īstenošanas noteikumi” publisko pētniecības organizāciju pētniecības rezultātu komercializācijas un patentēšanas fonda ietvaros.

2020.gada 31.martā Latvijas Investīciju un attīstības aģentūra trešās projektu atlases kārtas ietvaros apstiprināja Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta projekta iesniegumu Hologrāfiskā ieraksta materiālu izstrāde uz azo-benzola un epoksīda savienojumu bāzes”,  identifikācijas numurs KC-PI-2020/26.

Projekta mērķis ir izpētīt fotoinducētos masas pārneses procesus amorfās halkogenīdu un azo-benzola organisko savienojumu plānās kārtiņās un, izmantojot šos procesus un materiālus, izstrādāt jauna tipa fotorezistus hologrāfiskam ierakstam, kas neprasa ķīmisko apstrādi pēc gaismas ekspozīcijas.

Maksimālais atbalsta finansējums projekta tehniski ekonomiskās priekšizpētes veikšanai un komercializācijas stratēģijas izstrādei ir līdz 25 000.00 EUR, t.sk., Eiropas Reģionālās attīstības fonda finansējums ir 25 000,00 EUR.

 


 

Jaunumi par projektu

30.09.2020.

Ir veiksmīgi noslēdzies Ministru kabineta 2016.gada 25.oktobra noteikumu Nr.692 „Darbības programmas „Izaugsme un nodarbinātība” 1.2.1. specifiskā atbalsta mērķa „Palielināt privātā sektora investīcijas P&A” 1.2.1.2. pasākuma "Atbalsts pētniecības rezultātu komercializācijai" ietvaros finansētā projekta  KC-PI-2020/26 “Hologrāfiskā ieraksta materiālu izstrāde uz azo-benzola savienojumu bāzes” pirmais posms.

Projekta pirmā posma ietvaros ir sagatavoti 3 dokumenti  (tehniski ekonomiskā priekšizpēte, komercializācijas stratēģija un komercializācijas pasākumu plāns), kas ir iesniegti LIAA izvērtēšanai 2. kārtas finansējuma saņemšanai.