Doktorantūra

Autorius: Rolandas Verbickas

Disertacijos pavadinimas: "Sunkiųjų metalų inversinio elektroanalizinio nustatymo tyrimai"
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Eugenijus Norkus

 

Šiame darbe tiriama galio ir bismuto plėvelinių elektrodų formavimo in situ ir ex situ metodais ypatumai skirtingose sistemose. Optimizuotos bismuto ir galio plėvelinių elektrodų panaudojimo sąlygos sunkiųjų metalų koncentracijos nustatymui. Atliekant bismuto plėvelės nusodinimą ant stikliškosios anglies elektrodo nustatyta, kad papildomas Br- pridėjimas į tiriamąjį tirpalą keičia bismuto plėvelės morfologines savybes ir formuojasi tolygesnė bismuto plėvelė sudarydama kristalines struktūras. Reoksidacinė bismuto smailė pasislenka į neigiamesnių potencialo verčių pusę, kas rodo elektrokatalizinį Br- efektą bismuto plėvelės formavimuisi. Nustatyta, kad Cd(II) pridėjimas į tiriamąjį tirpalą lemia lėtesnį bismuto plėvelės nusodinimą, o Pb(II) pridėjimas katalizuoja bismuto plėvelės nusodinimą. Taip pat nustatyta, kad Pb(II) katalizuoja ir kitų metalų jonų nusodinimą. Bismuto plėvelinis elektrodas sėkmingai pritaikytas sunkiųjų metalų Cu(II), Zn(II), Pb(II), Cd(II) koncentracijos nustatymui pramoniniuose vandens mėginiuose. Gautos Zn(II), Cd(II), Cu(II) ir Pb(II) kalibravimo kreivės, kurių korealiacijos koeficientai atitinkamai yra 0,997, 0,997, 0,999 ir 0,998. Optimizuotos galio plėvelės nusodinimo sąlygos ant stikliškosios anglies elektrodo. Geriausi rezultatai gauti atliekant galio plėvelės nusodinimą 0,1 M acetatiniame buferyje (pH = 4,5) 40o C temperatūroje. Optimizuotas nusodinimo laikas ir potencialas atitinkamai yra 120 s ir -1,7 V. Tiriant galio jonų įtaką Pb(II) ir Cd(II) nusodinimui pastebėta, kad Pb(II) ir Cd(II) analiziniai signalai žymiai padidėja atliekant metalų jonų nusodinimą ant stikliškosios anglies elektrodo in situ būdu papildomai esant 1 mg L-1 Ga(III) koncentracijai tiriamajame tirpale. Optimalus nusodinimo laikas 120 s, o nusodinimo potencialas -1,5 V. Nustatyta, kad galio plėvelės nusodintos in situ būdu ant anglies pastos elektrodo gali būti naudojamos anodinėje inversinėje voltamperometrijoje Zn(II) koncentracijos nustatymui 10-50 µgL-1 ribose.
Metai: 2014

Autorius: Inga Garbarienė

Disertacijos pavadinimas: "Atmosferos aerozolio submikroninės frakcijos dalelių kilmė, cheminė sudėtis bei formavimasis"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: dr. Kęstutis Kvietkus

 

Disertacija skirta smulkiosios aerozolio dalelių frakcijos šaltinių, fizikinių ir cheminių savybių įvertinimui kompleksiškai apjungiant įvairius tyrimo metodus. Darbe susieti elementinės ir organinės anglies koncentracijų pokyčiai su tolimąja oro masių pernaša, įvertinta regiono bei vietinių šaltinių įtaka bendrai aerozolio dalelių taršai. Aprašyti anglies turinčių aerozolio dalelių pasiskirstymai pagal dydį foninėse vietovėse ir miesto aplinkoje. Naudojant aerozolio masių spektrometrą Preilos atmosferos užterštumo tyrimų stotyje buvo identifikuotas biogeninis organinių medžiagų šaltinis, kuris vidutiniškai sudaro 15 % nuo organinių medžiagų masės, tačiau Šiaurės Atlanto oro masėje biogeninių medžiagų indėlis siekia net 50 %. Atlikus kompleksinę aerozolio ir stabiliųjų anglies izotopų masių spektrometrinę analizę buvo nustatyta, kad pirminis anglies turinčio aerozolio dalelių šaltinis mieste yra autotransportas, o Rūgšteliškio foninėje vietovėje – biomasės deginimas. Taip pat buvo nustatyta, kad Vilniuje dominavo antropogeninės antrinės organinės medžiagos (76 %), o Rūgšteliškyje vyravo biogeninės antrinės organinės medžiagos (apie 50%). Vertinant tolimosios oro masių pernašos įtaką vietinės kilmės aerozolio dalelių formavimuisi ir kaitai, buvo nustatyta, kad vulkaninės kilmės aerozolio dalelės turi įtakos submikroninės aerozolio dalelių frakcijos koncentracijai, cheminei sudėčiai ir pasiskirstymui pagal dydį.
Metai: 2014

Autorius: Evaldas Stankevičius

Disertacijos pavadinimas: "Periodinių mikrodarinių formavimas polimeruose ir jų savybių modifikavimas interferencinės litografijos ir fotoįskiepijimo metodais"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: dr. Gediminas Račiukaitis

 

Disertacijos tikslas buvo sukurti metodą periodinių darinių formavimui interferencinės litografijos būdu, polimerizuojant fotojautrias medžiagas, eksperimentiškai ištirti šio metodo galimybes ir ribojimus bei suformuoti mikrodarinius, tinkamus praktiniams taikymams. Eksperimentų metu buvo pademonstruota, kad interferencinės litografijos metodu formuojamų mikrodarinių forma priklauso nuo: lazerinės apšvitos dozės, bangos ilgio, fazės, kampo tarp interferuojančių pluoštų ir pluoštų skaičiaus, o jų tvirtumas labiausiai priklauso nuo lazerinės apšvitos dozės. Šiame darbe taip pat parodyta, kad naudojant interferencinės litografijos metodą viena lazerine ekspozicija galima formuoti mikrovamzdelių ir mikrolęšių masyvus bei karkasus iš biosuderinamos ir biosuskaidomos PEG-DA-258 medžiagos. Be polimerinių darinių formavimo, šiame darbe pademonstruota ir jų fotomodifikavimo galimybė, naudojant fotoįskiepijimo (angl. photo-grafting) technologiją, o taip pat realizuojant variu katalizuojamos azido alkino ciklizacijos (CuAAC) cheminę reakciją parodyta fotoįskiepijimo technologijos ir „klik“ chemijos apjungimo galimybė. Toks paprastas ir universalus būdas atveria naujas galimybes biojutiklių kūrime ir audinių inžinerijoje, nes molekulių imobilizavimas polimero matricoje vyksta trimatėje erdvėje ir tiksliai norimoje vietoje, o trimatė erdvinė gradientinė kontrolė yra labai svarbi daugybėje biotechnologijos taikymų.
Metai: 2014

Autorius: Viktor Novičenko

Disertacijos pavadinimas: "Fazinės redukcijos ir vidurkinimo metodų plėtojimas ir taikymas netiesiniams osciliatoriams"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Kęstutis Pyragas

 

Netiesiniai ribinio ciklo osciliatoriai dažnai sutinkami gamtoje bei žmogaus sukonstruotose sistemose, pavyzdžiui elektronikoje, robototechnikoje, lazeriuose, cheminėse reakcijose, biologinėse sistemose bei ekonominiuose modeliuose. Tokie osciliatoriai vaizduoja periodinį elgesį su fiksuotu dažniu ir amplitude nepriklausomai nuo sistemos pradinių sąlygų. Šios disertacijos tikslas yra išplėtoti ir pritaikyti fazinės redukcijos ir vidurkinimo metodus konkretiems uždaviniams spręsti. Fazinės redukcijos metodas leidžia silpnai perturbuoto ribinio ciklo osciliatoriaus dinamiką redukuoti iki vieno skaliarinio kintamojo dinamikos. Darbe fazinės redukcijos metodas išplėtotas ribinio ciklo osciliatoriams su delsa. Plačiai išnagrinėtas fazinės redukcijos taikymas chaotinėms sistemoms, kurių nestabili periodinė orbita (NPO) yra stabilizuojama uždelstuoju grįžtamuoju ryšiu (UGR). Toks priėjimas leidžia gauti analizinius rezultatus silpnai išderintai URG valdomai sistemai bei stabilizuoti NPO su topologiniu ribojimu. Vidurkinimo metodas leidžia gauti sistemos dinamiką, suvidurkintą per aukšto dažnio periodą, kai sistema yra veikiama aukšto dažnio periodine jėga. Darbe yra išnagrinėtas neuronų savųjų osciliacijų nuslopinimo mechanizmas, stimuliuojant juos aukšto dažnio elektriniu signalu.
Metai: 2014

Autorius: Zita Sukackienė

Disertacijos pavadinimas: "Kobalto ir jo lydinių cheminio nusodinimo ypatumų tyrimas"
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas:  prof. habil. dr. Eugenijus Norkus

 

Iškilus naujiems technologiniams uždaviniams, chemines dangas kobalto pagrindu, pradėta naudoti mikroelektronikoje ir mikromechanikoje siekiant sudaryti apsauginį sluoksnį vario migracijai integralinėse schemose. Varis turi mažą specifinę varžą, tačiau turi ir keletą trūkumų, tokių kaip blogas korozinis atsparumas ir aukštas difuzijos koeficientas į Si ir SiO2, bei kitas medžiagas. Šios problemos gali būti sumažintos naudojant ploną barjerinį sluoksnį, apsaugantį nuo vario difuzijos. Tam tiktų CoP bei CoB sluoksnių barjerinės savybės, kurias galima pagerinti įvedant volframą. Šiuo metu tokie tyrimai vyksta daugelyje šalių.  Taip pat pastaruoju metu skiriamas didelis dėmesys naujų medžiagų paieškai, kurios būtų taikomos tiesioginiuose borohidrido kuro elementuose katalizatoriais borohidrido oksidacijos reakcijai. Mūsų darbo tikslas ištirti kobalto dangų cheminio nusodinimo glicininiuose tirpaluose ypatumus, reduktoriais naudojant natrio hipofosfitą ir morfolino boraną, bei nustatyti gaunamų dangų sudėtį ir jų panaudojimo galimybes barjerinių sluoksnių formavimui ant vario bei taikymui kuro elementų gamybai.  Nustatyta, kad naudojant reduktoriumi hipofosfitą didinant tirpalų pH, CoP ir CoWP dangų nusėdimo greitis ir P kiekis jose didėja. Parinkus tinkamas sąlygas buvo gautos kokybiškos kobalto dangos, į kurias patenka nuo 2,9 iki 6,3 at.% P ir nuo 3 iki 5 at.% W. Nustatyta, kad dikarboninės rūgštys gerina tirpalų buferines savybes, pagreitina kobalto dangų nusėdimą ir didina fosforo kiekį jose. Tirpalų buferinės savybės gerėja augant -CH2- grupių skaičiui dikarboninės rūgšties grandinėje. XRD ir XPS tyrimais nustatyta, kad plonos CoWP dangos nusodintos glicininiame tirpale yra tinkamas barjeras Cu migracijai į ribojančius sluoksnius. Naudojant, reduktoriumi morfolino boraną santykinai žemoje temperatūroje (30 °C), galima gauti ir praktiškai grynas kobalto dangas, neturinčias boro, ir dangas, į kurias patenka iki 13 at.% boro. Nustatyta, kad kobalto dangose gali būti dvi boro atmainos: elementinis boras (ryšio energija 187,7 eV) ir boras deguoniniuose junginiuose (ryšio energija 193 eV). Nusodinant kobalto dangas, glicino koncentracijos didinimas kobaltavimo tirpaluose sumažina neproduktyvų morfolino borano sunaudojimą. Nanostruktūrizuoti Au/Co/Cu ir Au/CoB/Cu katalizatoriai gauti padengus Co/Cu ir CoB/Cu dangas imersiniu būdu Au nanodalelėmis gali būti naudojami tiesiogininiuose borohidrido kuro elementuose. Didžiausiu kataliziniu aktyvumu borohidrido oksidacijos reakcijai, pasižymi CoB katalizatorius su aukso įkrova 3,1 µg cm-2 ant CoB paviršiaus, kai Au nanodalelės buvo nusodintos 5 mmol l-1 Au citratinio komplekso tirpale (pH 5,0).
Metai: 2014

Autorius: Irma Liaščukienė

Disertacijos pavadinimas: "Lipidų sluoksniai ant nanostruktūrizuoto aliuminio: formavimosi mechanizmas, stabilumas ir įtaka paviršiaus savybėms"
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: Dr. Svajus Asadauskas

 

Riebalų rūgščių (RR) gebėjimas sudaryti savitvarkius sluoksnius ant neorganinių medžiagų yra tinkams būdas kontroliuoti paviršių vilgumo savybes. Adsorbcijos mechanimai ant lygių paviršių yra plačiai išnagrinėti, tačiau tarppaviršiniai procesai ant nanostruktūrizuotų paviršių išlieka neaiškūs. Šiame darbe buvo nagrinėjamas RR bei metilo oleato savitvarkių sluoksnių ant Al oksi-hidroksido formavimosi mechanizmas. PM-RAIRS spektrai parodė, kad RR stipriai sąveikauja su hidroksilinto aliuminio paviršiumi per deprotonizuotas karboksilines grupes. Metilo oleato atveju dėl sąveikos metu vykstančios cheminės transformacijos (muilinimo-hidrolizės) esterio grupė persiformuoja į karboksilatų grupes. Atominės jėgos mikroskopijos pagalba buvo nustatytas paviršiaus morfologijos pokytis - ryškiai matomi reguliarūs linijiniai nanosegmentai, turintys panašius išmatavimus ir tarpusavio atstumus, kurie atsiranda išimtinai dėl riebalų rūgščių savitvarkos. Savitvarkių sluoksnių stabilumas ir vilgumo ypatybės buvo nagrinėjamos po UV/O3 poveikio, sendinimo ore bei inkubavimo įvariose vandeninėse, atsižvelgiant į paviršiaus šiurkštį ir cheminę sudėtį. Darbe pateikti rezultatai rodo, kad aiškios koreliacijos tarp vandens drėkinimo kampo (θw) bei paviršiaus Wenzel šiurkščio nėra. θw smarkiai išauga didėjant adsorbuotų RR -CHx- grupių skaičiui. Tai leidžia teigti, kad paviršiaus hidrofobiškumą didžia dalimi lemia savitvarkiai RR sluoksniai, o šiurkštis turi tik nedidelę įtaką vilgumui. Fosfolipidas (DPPC) skirtingai sąveikauja su hidrofiliniu AlOOH bei hidrofobiniu SR-AlOOH paviršiais. Didinant koncentraciją fosfolipidai dėl adsorbcijos gali formuoti dvisluoksnes ar daugiasluoksnes struktūras, kurios išlieka stabilios po hidratacijos ir galėtų būti naudojamos paviršiaus savybių (tokių kaip vilgumas) bei sąveikų įvairiose terpėse reguliavimui.
Metai: 2014

Autorius: Kęstutis Juškevičius

Disertacijos pavadinimas: "Plonųjų dielektrinių sluoksnių optinių ir fizinių savybių tyrimas bei jų formavimo technologijų optimizavimas"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: dr. Ramutis Drazdys

 

Disertacijos tikslas buvo nustatyti fizikines priežastis, ribojančias dielektrinių optinių dangų spektrinius parametrus bei jų atsparumą lazerio spinduliuotei ir pateikti įvairių jų gamybos etapų – optinių pagrindukų paruošimo dengimo procesui, optinių dangų struktūros bei dengimo technologijų optimizavimo rekomendacijas optinių komponentų gamintojams. Šiame darbe buvo atlikta komerciškai poliruotų kvarco pagrindukų visapusiška paviršiaus analize, kuri parodė, kad paviršiuje esama poliravimo medžiagų liekanų įstrigusių įvairiuose rėžiuose bei mikrotrūkiuose ir “paslėptų” po taip vadinamu Bilbio sluoksniu. Siekiant nuėsdinti šį sluoksnį ir pašalinti poliravimo medžiagų liekanas, buvo sukurta cheminio ėsdinimo HF/HNO3 tirpale metodika. Nustatyta, kad ėsdintų kvarco pagrindukų pažaidos lazerio spinduliuotei slenkstis padidėjo apie 4 kartus. Šiame darbe didelis dėmesys buvo skiriamas naujų optinių dangų modelių paieškai ir dangų formavimui, naudojant ZrO2/SiO2 medžiagų mišinius. Panaudojant metalų oksidų mišinių sluoksnius, buvo suformuotos didelio atsparumo skaidrinančios dangos ant netiesinių LBO kristalų bei didelio atspindžio periodiškai kintančio lūžio rodiklio optinės dangos ant kvarco pagrindukų. Šiame darbe buvo pasirinktas magnetroninio dulkinimo technologijos, kuri yra santykinai nauja optinių dangų industrijoje, optimizavimas. Pirma kartą pademonstruota reaktyvaus magnetroninio dulkinimo proceso valdymas, panaudojant kombinuotą reaktyviųjų dujų jutiklį. Jo pagalba buvo suformuoti mažų sugerties nuostolių bei didelio lūžio rodiklio ir tankio ZrO2 sluoksniai, bei Nb2O5/SiO2 mišiniai, esant didelei sluoksnių augimo spartai. Pateiktos rekomendacijos, siekiant padidinti reaktyvinių magnetroninio dulkinimo procesų stabilumą.
Metai: 2014

Autorius: Gediminas Šlekas

Disertacijos pavadinimas: "Mažų matmenų objektų elektrodinaminių savybių tyrimas baigtinių skirtumų laiko skalėje metodu"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: habil. dr. Žilvinas Kancleris 

 

Mažų matmenų objektų elektrodinaminių savybių modeliavimas yra itin svarbus tyrimų etapas, kadangi gaminti ir eksperimentiškai tirti įvairių konfigūracijų struktūras yra neefektyvu dėl didelių gamybos kaštų. Modeliuojant mažus darinius gaunami itin didelės skaičiavimų apimties uždaviniai. Uždavinį galima sumažinti panaudojus specialias skaičiavimo metodikas, arba paspartinti skaičiavimus perkeliant juos į daugiaprocesorines sistemas.
Šioje disertacijoje išvestos lygtys skirtos modeliuoti laidžius dvimačiams sluoksnius. Parodyta, kad skaičiavimus gana paprastai ir efektyviai galima perkelti į kompiuterių klasterį arba kompiuterio grafinę plokštę. Panaudojant aprašytas metodikas ištirtos dviejų tipų struktūros: planarinis diodas ir žiediniai rezonatoriai.
Planarinis diodas plačiame dažnių diapazone veikia kaip jautrus elektromagnetinio lauko detektorius. Tyrėme diodo veikimą įvairių matmenų stačiakampiuose bangolaidžiuose. Nustatėme sąlygą, kuri turi būti tenkinama, norint išlaikyti planarinio diodo jautrį mažai kintantį perkeliant jį į skirtingų dažnių ruožų bangolaidžius.
Plokštumoje išdėstyti žiedinių rezonatorių masyvai gali būti pritaikyti naujų teraherciniame diapazone veikiančių, prietaisų kūrimui. Mes atlikome paprasčiausių žiedinių rezonatorių konfigūracijų tyrimą, kuris leido geriau suprasti jų sistemose stebimus rezonansinius reiškinius. Gautus rezultatus panaudojome kurdami teraherciniuose dažniuose varaktoriais valdomos metamedžiagos modelį. Ją būtų galima panaudoti monochromatinio terahercų signalo moduliacijai. Ištyrėme, kaip moduliacijos efektyvumą įtakoja metamedžiagos dielektriniame padėkle susidarantys Fabry-Perot rezonansai.
Metai: 2014

Autorius: Anton Koroliov

Disertacijos pavadinimas: "Puslaidininkių charakterizavimas terahercinės spinduliuotės impulsais "
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Arūnas Krotkus

 

Šio darbo tikslas buvo susipažinti su terahercinių impulsų generavimo ir detektavimo būdais, įsisavinti įvairias terahercinių impulsų panaudojimo metodikas bei pritaikyti jas puslaidininkių medžiagų ir puslaidininkinių prietaisų tyrimui. Buvo tirtos trys medžiagų grupės: GaAsBi, GaAs nanovielutės ir Cu – In chalkogenidai. Tyrimui buvo naudojamos: THz – TDS, optinio žadinimo – THz zondavimo, optinio žadinimo – optinio zondavimo bei THz sužadinimo spektroskopijos metodikos. Pagrindiniai rezultatai aprašyti disertacijoje yra šie: GaAsBi bandinių atkaitinimas stipriai sumažino krūvininkų gyvavimo trukmes, kas yra naudinga THz komponentų gamyboj. Optinio praskaidrėjimo efektas ir pikosekundžių eilės krūvininkų gyvavimo trukmės GaAsBi epitaksiniuose sluoksniuose su 10% ir daugiau Bi atomų stebimas žadinant juos optine spinduliuote, kurios bangos ilgiai siekia iki 1600 nm. Šios GaAsBi bandinių savybės leidžia juos priakyti įsisotinančių sugėriklių veidrodžių gamyboje. Bandiniai su GaAs nanovielutėmis emituoja THz spinduliuotę kelis kartus geriau nei GaAs padėklas, dėl padidėjusios sugerties, kurią skatina paviršinių optinių plazmonų rezonansai GaAs nanovielutėse. THz emisijos efektyvumas iš Cu-In chalkogenidų sluoksnių stipriai priklauso nuo jų stechiometrijos ir viršutinio skaidraus kontakto parametrų, ir gali būti naudojamas saulės elementų, pagamintų šių sluoksnių pagrindu, vidinių elektrinių laukų tyrimui.kaip moduliacijos efektyvumą įtakoja metamedžiagos dielektriniame padėkle susidarantys Fabry-Perot rezonansai.
Metai: 2014

Autorius: Simonas Kecorius

Disertacijos pavadinimas: "Aerozolio spektrometrijos metodo taikymas atmosferinių aerozolio dalelių savybes keičiančių vyksmų tyrimams"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: dr. Vidmantas Ulevičius

 

Disertacijoje aprašyti foninės aplinkos aerozolio dalelių fizikines savybes keičiančių vyksmų tyrimai pritaikant aerozolio dalelių spektrometrijos metodus. Naudojant aerozolio spektrometrijos metodą buvo įvertinta regioninių gaisrų ir Baltijos jūroje vykdomos laivininkystės įtaka foninės aplinkos aerozolio dalelių fizikinėms savybėms. Susiejus aerozolio dalelių fizikinių savybių pokyčius su tolimąja oro masių pernaša nustatyta, kad periodiškai vykstant regioniniams senos žolės deginimo gaisrams oro masės yra praturtinamos degimo produktais, kurie kondensacijos ir koaguliacijos vyksmų metu nulemia padidėjusias aerozolio dalelių skaitinės koncentracijos dydžių spektro akumuliacinės modos vidutinio geometrinio skersmens ir standartinio nuokrypio reikšmes, kurios atitinkamai pasiekia 124 nm ir 2,0. Tokių epizodų metu juodosios anglies šviesos sugerties koeficiento Ångström eksponentės vertė siekia 2,4.Taip pat nustatyta, kad dėl Baltijos jūroje vykdomos laivininkystės iki 60% dalelių skaitinės koncentracijos, išmatuotos Preilos stotyje, susidaro virš Baltijos jūros. Plėtojant aerozolio spektrometrijos metodą buvo apjungti du skirtingo poveikio tandeminiai diferencialiniai dalelių judrio analizatoriai. Ištyrus naktinį naujų dalelių susidarymą nustatyta, kad šis vyksmas nulėmė pakitusią dalelių susimaišymo būseną, t.y. po kaitinimo liekamoji ir higroskopinė dalelių skaitinės frakcijos vidutiniškai išaugo atitinkamai nuo 1,02 iki 3,0 karto.
Metai: 2014