Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/102 ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1. Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta J2-1221 Naslov projekta Nanostrukturirani magnetoelektrični in multiferoični sistemi Vodja projekta 11991 Matjaž Valant Tip projekta J Temeljni projekt Obseg raziskovalnih ur 4.170 Cenovni razred D Trajanje projekta 02.2008 - 01.2011 Nosilna raziskovalna organizacija 1540 Univerza v Novi Gorici Raziskovalne organizacije -soizvajalke Družbenoekonomski cilj 13. Splošni napredek znanja - RiR financiran iz drugih virov (ne iz splošnih univerzitetnih fondov - SUF) . Družbeno-ekonomski cilj1 Šifra 06. Naziv Industrijska proizvodnja in tehnologija 2. Sofinancerji2 1. Naziv Naslov 2. Naziv Naslov 3. Naziv Naslov B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3. Poročilo o realizaciji programa raziskovalnega projekta3 Multi-funkcijski materiali se odzivajo na več kot samo en zunanji signal. V okviru tega projekta smo raziskovali multiferoične sisteme, v katerih sta sklopljena dva ali več feroičnih stanj kot na primer dipolna polarizacija in magnetizem. Multiferoični materiali odražajo vrsto različnih efektov ter so uporabni na zelo različnih tehnoloških področij. Imajo tudi povsem specifične lastnosti kot je medsebojna sklopitev elektro-magnetnih, elektro-elastičnih in elektro-optičnih lastnosti. Ob tem pa se pojavlja velika potreba po nadaljnjih raziskavah, ki bi bolje povezale makroskopske efekte z dogajanji na atomski ravni (strukturni defekti, nanometrske struktura na domenskih stenah, napetost in deformacija v epitaksialnih filmih itd. Kljub velikemu tehnološkemu zanimanju za multiferoike, ki omogočajo ME fazno kontrolo, raziskave do danes še niso pripeljale do enofaznega materiala, ki bi imel ME efekt zadosten za praktično uporabo. Mnogo bliže temu cilju so ME kompozitni materiali. Razlog za to je v zelo majhnem številu enofaznih multiferoikov in v dejstvu, da jih samo nekaj med njimi izkazuje ME sklopitev pri sobnih temperaturah. Obstajajo pa tudi problemi z drugimi funkcionalnimi lastnostmi teh materialov, kot na primer visoka prevodnost ali visoke dielektrične izgube, kar nadalje onemogoča njihovo praktično uporabo. V okviru tega projekta želimo razviti kompozitne ME tanke filme, ki bodo omogočali večji izbor feroelektričnih in feromagnetnih komponent in tako zagotovile večjo fleksibilnost pri optimizaciji lastnosti. Takšne umetne nadstrukture bomo izdelali kot večplastne tanke filme z izmenjujočimi se feroelektričnimi in feromagnetnimi plastmi. Takšen sistem visokoperiodičnih nano-plasti lahko obravnavamo kot enofazen sistem, ki ga kri stal ografsko opišemo s nadstrukturno osnovno celico. Pri multiferoikih v obliki epitaksialnih tankih filmov se lahko izognemo velikemu številu mikrostrukurnih problemov, ki se pojavljajo v keramiki prav tako pa tudi strukturnim defektom in kompozicijskim gradientom. Preko modifikacije sestave tarče je omogočena kemijska substitucija ob tem pa natančna kontrola parametrov kot so mrežne napetosti, debelina filma in nivo substitucije omogoča izdelavo filmov z bistveno bolj ciljanimi lastnostmi Tako kot je bilo načrtovano se je projekt začel z vzporednimi raziskavami na različnih raziskovalnih vsebinah povezanimi s sintezo heterogenih multiferoičnih tankih filmov. Kot potencialni kandidat za magnetno komponento v magnetoelektričnih kompozitih se v zadnjih časih CoFe2O4 tanki filmi intenzivno raziskujejo. To se dogaja predvsem zaradi izredno visoke magnetostrikcije, ki pa je pomebna za magnetoelektrično sklapljanje. Zaradi tega so CoFe2O4 tanki filmi, še posebej epitaksialni filmi z dobro elastično sklopitvijo med plastmi, tehnološko izredno zanimivi. V literaturi se pojavljajo zelo različni podatki o magnetnih lastnostih takšnih CoFe2O4 filmov in zgleda, kot da je težko sintetizirati te vrste filmov z reproducibilnimi lastnostmi. Raziskovalci se strinjajo, da imajo pogoji rasti filma in kasnejšega termičnega anilanja ključen vpliv na lastnosti filma, vendar pa natančni mehanizmi, ki te efekte povzročajo, niso znani. Mi smo izvedli sistematično raziskavo teh odvisnosti s posebnim poudarkom na vplivu termičnega anilanja na magnetne lastnosti CoFe2O4 tankih filmov gojenih z metodo laserske depozicije (PLD). Vpliv naknadne termične obdelave je pomemben saj ima CoFe2O4 zelo fleksibilno strukturo, ki jo lahko zlahka modificiramo bodisi z ionsko difuzijo ali napetostjo. Na primer, porazdelitev Co in Fe kationov po strukturi tega inverznega spinela direktno določuje njegove magnetne lastnosti filmov. Da bi natančno ugotovili vplive na porazdelitev kationov v tankem CoFe2O4 filmu smo raziskovali magnetne lastnosti epitaksialnih CoFe2O4 tankih filmov kot funkcijo termične obdelave v kisikovo atmosferi. Vsi nanešeni filmi so pred termično obdelavo izkazovali enake magnetne lastnosti z Ms 1 približno 50% maksimalne vrednosti (80 Am2kg). Po termični obdelavi se je Ms spremenil kot posledica kristalografskega prestrukturiranja. Kationsko urejanje v 100nm filmu zmanjša Ms medtem ko ga reoksidacija poveča. 13nm film doseže maksimalen Ms. Pri še tanjših filmih kvantni efekt zmanjša Ms. Pokazali smo, da je kinetika re-oksidacije kristalne strukture takšnega filma med anilanjem močno odvisna od debeline filma. Študija nam je omogočila, da smo predlagali metodo za sintezo tankih epitaksialnih filmov CoFe2O4 z magnetizacijo, ki je enaka magnetizaciji kristala CoFe2O4. Študije smo nadaljevali z raziskavami vpliva različnih substratov na magnetne lastnosti. Uporabili smo štiri različne substrate SrTiO3, LaAlO3 BaTiO3 in MgO, orientirane v <001> smeri. Mrežno neujemanje s spinelno strukturo naša od -10.7% do +0.4% (glede na polovico CoFe2O4 celice) in posledično pričakujemo različne koncentracije strukturnih nepravilnosti kot so dislokacije in napetosti. To smo natančno dokazali z rentgentskimi difrakcijskimi analizami in visoko-ločljivostnim transmisijskim mikroskopom. Analize magnetnih lastnosti so pokazale na izrazit vpliv substrata. Filmi nanešeni na SrTiO3 so kazali nasičeno magnetizacijo, ki je podobne magnetizaciji monokristala (80 Am2kg-1) medtem, ko smo za druge substrate izmerili bistveno nižjo magnetizacijo: 66% od optimalne vrednosti za LaAlO3 in 50%o za BaTiO3 in MgO. Ugotovili smo tudi, da ima substrat vpliv samo na magnetizacijo saj so izmerjene koercitivnosti zelo podobne. Naši zaključki tega sklopa raziskav kažejo na to, da navkljub strukturnemu neujemanju med substratom in filmom, CoFe2O4 filmi rastejo epitaksialno v <001> orientaciji. Vsekakor pa ima substrat vpliv na način rasti, ki je večinoma tipa Stranski-Krastanov. Z natančno AFM analizo smo opazili smo različne velikosti granul. Napetosti med nalaganjem se relaksirajo s tvorbo granul in dislokacij. Razsežnost dislokacij je različna in odvisna od stopnje strukturnega neujemanja. Eno od najpomembnejših odkritij znotraj tega projekta je odkritje auksetičnega obnašanja epitaksilanih tankih filmov CoFe2O4. V funkcionalnih oksidnih materialih je tako imenovano auksetično obnašanje ekstremno redko. Mi smo ga odkrili v spinelni strukturi CoFe2O4. Dimenzije osnovne celice epitaksialnega tankega filma CoFe2O4, ki je podvržen kompresijski aksialni napetosti, se skrčijo v vseh smereh, tudi transverzalni, s Poissonovim razmerjem -0.85. V spinelni strukturi smo identificirali gibljivo rešetko z mehanizmom zapiranja, ki omogoča negativno Poissonovo razmerje. Opažen pojav pomebno vpliva na funkcionalne lastnosti CoFe2O4 in omogoča konstrukcijo novih tipov nano-naprav. V zaključnem delu naših raziskav smo se osredotočili na BaTiO3 substrat, ki predstavlja končni cilj naših raziskav. Piezoelektričnost BaTiO3 naj bi zagotavljala njegovo aktivno vlogo ter tako bistveno zmanjšala negativen vpliv spenjanja substrata in filma na magnetoelektrično sklopitev. BaTiO3 zagotavlja zelo ustrezen atomističen sklad za nalaganje CoFe2O4 filma ob tem pa začetni izračuni kažejo, da bi substrat debeline 0.3mm zagotovil dovolj piezoelektrične mehanske napetosti za preklop magnetnih domen. CoFe2O4/BaTiO3 filmi so epitaxialni vendar smo do sedaj v vseh primerih zaznali znižanje magnetizacije. To je presenetljivo saj analogni filma nanešeni na SrTiO3 tega ne kažejo. Zaradi tega smo večino naših trenutnih raziskav posvetili študiju kontaktne ravnine med BaTiO3 substratom in CoFe2O4 filmov. To je zelo pomembno saj je magnetoelektrična sklopitev teoretično najmočnejša v sistemu z idealno kontaktno ravnino. Članki o tem segmentu raziskav so v pripravi. Pri raziskavah multifunkcijskih materialov so izredno pomebne vse lastnosti, ki jih lahko aktiviramo z določenim zunanjim impulzom. Pri multiferoikih je zunanji impulz v velikih primerih električno polje, ki lahko poleg sprememb v magnetizaciji sproži tudi kalorične efekte. Ti potem dodatno vplivajo na dinamiko kristalne rešetke in zaradi tega jih moramo natančno poznati. To je bil razlog, da smo začei razvijati teorijo elektrokaloričnega efekta, ki te kalorične spremebe natančno pojasnjuje in kvantitativno opisuje. Razvili smo mikroskopsko teorijo elektrokaloričnega (EC) efekta, ki povezuje spremembe v entropiji dielektrikov s polarizacijo dipolov in velikostjo EC efekta. Ta teoretični model opisuje vse najpomembnejše lastnosti, ki jih lahko opazimo pri eksperimentalnem študiju, in daje tudi zelo natančno sliko o odvisnosti EC efekta od jakosti električnega polja. Osnovni principi teorije dajejo izhodišča za teoretične študije ostalih dielektrikov in za razvoj EC materialov z boljšim EC efektom. Čeprav gre le za teoretično študijo je zanimiva ne samo za fizike ampak za vse raziskovalce iz področja znanosti o materialih oziroma okoljskih tehnologijah. Razlog za to je v tem, da teorija trdne temelje za razvoj novih materialov prav tako pa za razumevanje novih efektov multifunkcijskih sistemov kot so heterogeni multiferoični filmi. Raziskave smo nadaljevali s študijem potencialnih piezoelektričnih komponent, ki bi jih lahko uporabili v naših heterogenih tankih filmih. Opravili smo študijo sinteze, sintranja in mikrovalovnih dielektričnih lastnosti enofazne KTaO3 keramike. Naš namen je bil sintetizirat KTaO3 keramiko z višji relativno gostoto, ko je bila dosežena do sedaj in nato raziskati mikrovalovne dielektrične lastnosti do kriogenih temperatur. Ti rezultati nam dajejo vpogled v mikroskopske relaksacijske procese, ki so povezani z kristalografskimi defekti v tem materialu. Natančno razumevanje reakcijskega mehanizma KTaO3 je bilo potrebno za sintezo tega materiala in zagotavljanje visoke sinterabilnosti. Mi smo pokazali, da lahko pripravimo enofazen KTaO3 s sintezo pri 900oC. In takšen prah posintramo pri 1340oC v 1h s pomočjo 5% prebitka kalija do 85% relativne gostote. Našli smo natančno ravnovesje pri procesu sintranja, ki omogoča popolno izparevanje prebitnega kalija ob tem, da se ne pojavi primanjkljaj in formiranje sekundarnih faz. Tako dobimo gosto enofazno keramiko KTaO3. Daljši časi sintranja oziroma višje temperature povzročajo povečane izgube kalija in formiranje KgTa^ 8O30 s kristalno strukturo volframove bronze. Mikrovalovne dielektrične lastnosti tega materiala smo analizirali v temperaturnem intervalu od 15K do sobne temperature. Dielektričnost pri sobni temperaturi znaša 177, Qxf faktor 2900GHz in temperaturni koeficient dielektričnosti -450 ppm/K (3.6GHz). Nizkotemperaturna analiza daje vpogled v mikroskopske relaksacijske procese, hkrati pa nam tudi omogočajo neposredno primerjavo z ustreznimi monokristali in epitaksialnimi filmi. 4. Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Raziskovalni cilji tega projekta so v celoti realizirani. Celo več, potek raziskav je privedel do nekaj novih rezultatov in odkritij, ki jih nismo pričakovali. Posebej bi omenil razvoj EC teorij in odkritje auksetičnega obnašanja. Nekateri članki so trenutno še v objavi nekatere pa še pripravljamo tako, da bo se bi bibliografski izkaz tega projekta še povečal po njegovem koncu. 5. Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 ni bilo sprememb 6. Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni rezultat 1 1 1. Naslov SLO Mikroskopska teorija elektrokaloričnega efekta v paraelektrični fazi kalijevega dihidrogen fosfata ANG Microscopic theory of the electrocaloric effect in the paraelectric phase of potassium dihydrogen phosphate Opis SLO Pri raziskavah multifunkcijskih materialov so izredno pomebne vse lastnosti, ki jih lahko aktiviramo z določenim zunanjim impulzom. Pri multiferoikih je zunanji impulz v velikih primerih električno polje, ki lahko poleg sprememb v magnetizaciji sproži tudi kalorične efekte. Ti potem dodatno vplivajo na dinamiko kristalne rešetke in zaradi tega jih moramo natančno poznati. To je bil razlog, da smo začei razvijati teorijo elektrokaloričnega efekta, ki te kalorične spremebe natančno pojasnjuje in kvantitativno opisuje. ANG During a research on multifunctional materials all functional properties that can be triggered with external stimulus are o vital importance. When considering multiferroics the external stimulus is mainly the electric field, which in addition to the changes in magnetization also induces caloric effect. In turn, this effect generate changes in lattice dynamics, therefore, we need to precisely understand it. This was our motivation to develop the theory of electrocaloric effect, which accurately describes and enables a quantitative calculation of the effect. Objavljeno v DUNNE, Lawrence J., VALANT, Matjaž, MANOS, George, AXELSSON, Anna-Karin, ALFORD, Neil McN. Microscopic theory of the electrocaloric effect in the paraelectric phase of potassium dihydrogen phosphate. Appl. Phys. Lett., 2008, vol. 93, no. 12, str. 122906-1-122906-3 IF=3.726 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1002235 2. Naslov SLO Kvantitativna analiza napetosti in mehanizma rasti epitaksialnega CoFe2O4 tankega filma nanešenega s metodo pulzirajočega lasera ANG Quantitative strain analysis and growth mode of pulsed laser deposited epitaxial CoFe2O4 thin films Opis SLO Izvedli smo mikrostrukturne raziskave epitaksialnih tankih filmov CoFe2O4 naešenega z pulzirajočim laserjem na monokristalni substrat SrTiO3. Kvantitativno smo analizirali mikroskopski mehanizem kompenzacije strukturnega neujemanja in mehanizma rasti filma. Z HR transmisijsko mikroskopijo smo uspeli določiti, da večinoma kompenzacija v filmu poteka preko formiranja robnih dislokacij v smeri (400). Mehanizem rasti se spremeni od začetnega plastne do otočne rasti. ANG A microstructural investigation of epitaxial CoFe2O4 films grown by pulsed laser deposition on single crystal SrTiO3 substrates was performed. We quantitatively analysed the microscopic mechanisms for structural mismatch compensation and the mode of the film growth. Quantitative high-resolution transmission electron microscopy showed that most of the compensation occurs by formation of (4 0 0) edge dislocations in the film. The growth mode changes from layer-by-layer growth to island growth. Objavljeno v AXELSSON, Anna-Karin, AGUESSE, Frederic, SPILLANE, Liam, VALANT, Matjaž, MCCOMB, David, ALFORD, Neil McN. Quantitative strain analysis and growth mode of pulsed laser deposited epitaxial CoFe2O4 thin films. Acta Mater., 2011, vol. 59, no. 2, str. 514-520. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1751035 3. Naslov SLO Kemija termične obdelave epitaksialnih CoFe2O4 tankih filmov ANG Chemistry of post-annealing of epitaxial CoFe2O4 thin films Opis SLO Raziskovali smo magnetne lastnosti epitaksialnih CoFe2O4 tankih filmov kot funkcijo termične obdelave v kisikovo atmosferi. Vsi nanešeni filmi so pred termično obdelavo izkazovali enake magnetne lastnosti z Ms približno 50% maksimalne vrednosti. Po termični obdelavi se je Ms spremenil kot posledica kristalografskega prestrukturiranja. Kationsko urejanje v 100nm filmu zmanjša Ms medtem ko ga reoksidacija poveča. 13nm film doseže maksimalen Ms. Pri še tanjših filmih kvantni efekt zmanjša Ms. We studied the magnetic properties of epitaxial CoFe2O4 films as a function of oxygen post-annealing and film thickness. All as-deposited films exhibited ANG similar magnetic properties with Ms of approximately 50% of the bulk saturated magnetization (Ms). After the post-annealing the Ms changed as a consequence of crystallographic restructuring of the film. Cation ordering in 100nm thick films reduced Ms, whereas re-oxidation increased Ms for thinner films. 13nm films, annealed for 1h, reached the bulk Ms. For even thinner films the quantum-size effect reduced Ms. Objavljeno v AXELSSON, Anna-Karin, VALANT, Matjaž, FENNER, Laura, WILLS, Andrew S., ALFORD, Neil McN. Chemistry of post-annealing of epitaxial CoFe [sub] 2O [sub] 4 thin films. Thin solid films. [Print ed.], 2009, vol. 517, no 13, str. 3742-3747 IF=1.884 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1751035 4. Naslov SLO Elektrokalorični efekt v feroelektričnem monokristalu Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 ANG Electrocaloric effect in a ferroelectric Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 single crystal Opis SLO Elektrokaloričen efek v monokristalu 0.92PbZn1/3Nb2/3O3-0.08PbTiO3 smo merili z direktno kalorimetrsko tehniko kot funkcijo temperatire vzorca in jakosti električnega polja. Temperatura, pri kateri elektrokaloričen efekt kaže svoj maksimum, sovpada z feroelektričnim prehodom. Predstavili smo teoretičen opis, ki temelji na teoriji srednjega polja in daje zadovoljivo ujemnaje z eksperimentalnimi rezultati. ANG The electrocaloric effect in a 0.92PbZn1/3Nb2/3O3-0.08PbTiO3 single crystal was measured by a direct calorimetric technique as a function of sample temperature and electric field. The temperature of the maximum electrocaloric effect was found to coincide with the ferroelectric transition temperature. We present a theoretical description based on mean-field theory that gives a satisfactory description of the temperature and electric field dependence of the experimentally observed electrocaloric effect. Objavljeno v VALANT, Matjaž, DUNNE, Lawrence J., AXELSSON, Anna-Karin, ALFORD, Neil McN., MANOS, George, PERANTIE, Jani, HAGBERG, Juha, JANTUNEN, Heli, DABKOWSKI, Antoni. Electrocaloric effect in a ferroelectric Pb(Zn1/3Nb2/3) O3-PbTiO3 single crystal. Phys. Rev., B, Condens. Matter Mater. Phys., 2010, vol. 81, no. 21, str. 214110-1-214110-5 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1495291 5. Naslov SLO Molekularno auksetično obnašanje epitaksialnega tankega filma Co-ferita ANG Molecular auxetic behavior of epitaxial Co-ferrite spinel thin film Opis SLO V funkcionalnih oksidnih materialih je tako imenovano auksetično obnašanje ekstremno redko. Mi smog a odkrili v spinelni strukturi CoFe2O4. Dimenzije osnovne celice epitaksialnega tankega filma CoFe2O4, ki je podvržen kompresijskiaksialni napetosti, se skrčijo v vseh smereh, tudi transverzalni, s Poissonovim razmerjem -0.85. V spinelni strukturi smo identificirali gibljivo rešetko z mehanizmom zapiranja, ki omogoča negativno Poissonovo razmerje. Opažen pojav pomebno vpliva na funkcionalne lastnosti CoFe2O4 in omogoča konstrukcijo novih tipov nano-naprav. ANG : In functional oxide materials the so called molecular auxetic behavior is extremely rare. We discovered it in CoFe2O4 spinel structure. The CoFe2O4 epitaxial thin film under compressive axial strain reduces its cell dimensions also in the transverse direction with a Poisson's ratio of -0.85. We identified the hinge-like honeycomb network in the spinel structure that is responsible for the negative Poisson's ratio. The observed phenomenon importantly affects functional properties of CoFe2O4 and enables a construction of a new class of nano-devices. Objavljeno v VALANT, Matjaž, AXELSSON, Anna-Karin, AGUESSE, Frederic, ALFORD, Neil McN. Molecular auxetic behavior of epitaxial co-ferrite spinel thin film. Adv. Funct. Mater., 2010, vol. 20, no. 4, str. 644-647 IF=6.808 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 1382651 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomsko relevantni rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomsko relevantni rezultat 1. Naslov SLO Alternativne tehnike ohlajanja ANG Alternative cooling techniques Opis SLO V tem strokovnem članku smo naredili pregled hladilnih tehnik, ki se danes pojavljajo in razvijajo kot alternativa klasičnemu kompresorskemu ohlajanju. Te metode so sorpcijska, magnetokaloriki, elektrokaloriki in termoelektriki. ANG In this technical paper we review the cooling techniques that currently are under development as an alternative to conventional compressor based cooling. These are soprtion method, magnetocalorics, electrocalorics and theroelectrics. Šifra B.06 Drugo Objavljeno v VALANT, Matjaž. Alternativne tehnike ohlajanja. Življ. teh., 2008, letn. 59, št. 4, str. 47-53 Tipologija 1.04 Strokovni članek COBISS.SI-ID 866043 2. Naslov SLO Mirostrukturne posebnosti epitaxialnih CoFe2O4 tankih filmov ANG Microstructural peculiarities of epitaxial CoFe2O4 thin films Opis SLO V vabljenem predavanju smo opisali naše raziskave na CoFe2O4 tanki filmi. Kristalografska analiza je pokazala dobro epitaksičnost navkljub velikemu strukturnemu neujemanju. Z AFM smo na vseh filmih zaznali, da je površina zelo gladka, s povprečno grobostjo pod 3nm. Ta nanogranularna površinska topografija z 20-50nm granulami je posledica otočkovnega mehanizma rasti. Naknadna termična obdelava poveča granule in kaže na to, da potekajo difuzijski procesi. Kompresijske napetosti v filmi povzročijo zmanjšanje osnovne celice v vseh treh kristalnih smereh ANG In the invited lecture we talked about our research on CoFe2O4 films. Crystallographic analysis of the films revealed excellent epitaxy despite a large lattice mismatch. A very low surface roughness, below an average of 3nm, was identified by AFM in all films. The nanogranular surface appearance with grain diameters from 20-50nm originates from a type of island-growth mechanism. The post-annealing increases the grain size indicating that some type of diffusion occurs during the post annealing. A compressive lattice strain causes the reduction in the unit cell in all three crystal directions. Šifra B.04 Vabljeno predavanje Objavljeno v VALANT, Matjaž, AXELSSON, Anna-Karin, ALFORD, Neil McN. Microstructural peculiarities of epitaxial CoFe [sub] 2 O [sub] 4 thin films. V: International Conference on Advanced Functional Materials, December 9-10, 2009, Thiruvananthapuram. Abstracts. Tipologija 1.12 Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci COBISS.SI-ID 1382139 3. Naslov SLO Uredništvo Knjige povzetk in zbornika Slovenska konferenca o materialih in tehnologijah za trajnostni razvoj ANG Editor of Abstract Book and Proceedings of Slovenian Conference on Materials and Technologies for Sustainable Growth Opis SLO Knjiga povzetkov in zbornik je bila objavljena v okviru konference, ki je bila organizirana na Univerza v Novi Gorici, Konferenca je bila namenjena dvem problematikam razvoja materialov in tehnologij za trajnostni razvoj. Potekala je od 11. in 12. maja 2009. CD ROM je založila Založba Univerze v Novi Gorici. V publikaciji je bilo objavljenih 57 povzetkov in 21 zborničnih del. ANG The Abstract Book and Proceedings was published in the frame of the conference that was organized by University of Nova Gorica. The programme of the conference included two topics of sustainable growth: development of materials and technologies. The conference was held from 11. to 12. of May 2009. the CD ROM was published by Založba Univerze v Novi Gorici. It contains 57 abstracts and 21 proceedings Šifra C.07 Drugo uredništvo Objavljeno v VALANT, Matjaž (ur.), PIRNAT, Urša (ur.). Slovenska konferenca o materialih in tehnologijah za trajnostni razvoj, Ajdovščina, 11.-12. maj 2009, Knjiga povzetkov. Zbornik. V Novi Gorici: Založba Univerze, 2009. 1 optični disk (CD-ROM), barve. ISBN 978-9616311-55-7. Tipologija 4.00 Sekundarno avtorstvo COBISS.SI-ID 245427712 4. Naslov SLO Mentorstvo pri magistrskem delu ANG Supervision of a master thesis Opis SLO Mentorstvo magistrskega dela v katerem je kandidat analiziral energetske izkoristke tehnologij za pridobivanje in pretvorbo vodika. Te tehnologije so parni reforming ogljikovodikov, elektroliza in konverzija v gorilnih celicah ANG Supervision of the master degree thesis, in which the candidate has analyzed the energy efficiency of technological processes for production and conversion of hydrogen. These technological processes are steam reforming of carbohydrates, electrolysis and conversion in fuel cells. Šifra D.10 Pedagoško delo Objavljeno v COTIC, Dean. Analiza energetskih izkoristkov tehnologij za pridobivanje in pretvorbo vodika : magistrsko delo. Nova Gorica: TD. Cotič], 2010. XI, 65 str Tipologija 4.00 Sekundarno avtorstvo COBISS.SI-ID 1676283 5. Naslov SLO ANG Opis SLO ANG Šifra Objavljeno v Tipologija COBISS.SI-ID 8. Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 - Ustanovitev Laboratorija za raziskave materialov na Univerzi v Novi Gorici Leta 2009 se je po iniciativi in pod vodstvom prof. Valanta na Univerzi v Novi Gorici ustanovil Laboratorij za raziskave materialov. Laboratorij se v svojih temeljnjih raziskavah usmerja v študij in razvoj novih okoljskih in funkcionalnih materialov. V svojem aplikativnem segmentu potekajo raziskave širše iz celotnega področja materialov in povezanih tehnologij ter tako sledijo potrebam lokalne in nacionalne industrije. Laboratorij je registriran s šifro raziskovalne skupine 1540-011 9. Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 9.1. Pomen za razvoj znanosti10 SLO Znanstveni in tehnološki cilji tega projekta so bili zelo visoki in lahko, ob uspešnem zaključku projekta, predstavljajo enega od pomembnejših raziskovalno-razvojnih projektov na področju nanometrskim elektro-magnetnih interakcij v območju radiovalovnih frekvenc. Pričakujemo lahko tudi, da bodo imeli velik vpliv tudi na industrijo, ki jih lahko izrabi pri razvoju prihodnjih elektronskih komponent. Celoten projekt je bil usmerjen v generiranje novih znanj s področja elektronskih materialov in v morebitno kasnejšo aplikacijo teh inovativnih sistemov v industriji. Tanki filmi s specifičnimi piezoelektričnimi, magnetnimi in multiferoičnimi lastnsotmi, ki so bili raziskani v okviru tega projekta, so potencialno zelo pomembni sistemi za izboljšanje lastnosti cele vrste naprav delujočih v različnih frekvenčnih območjih. Razvoj in natančna karakterizacija ME sklopitvih lastnosti teh tankih filmov ima lahko velik vpliv na razvoj prihodnjih elektronskih naprav. Novo znanje o več-funkcionalnih materialih, ki smo ga pridobili med potekom tega projekta, je razjasnilo celo vrsto soodvisnosti med (mikro)strukturo in funkcionalnimi lastnostmi, kar bo omogočilo prihoden načtovan razvoj podobnih sistemov. To bo odprlo nove možnosti za sintezo in razvoj novih tipov nanostrukturiranih večfunkcionalnih tankih filmov ter tako tudi njihovo izrabljanje v širokem spektru elektronskih komponent. ANG_ The scientific and technological objectives of the proposed research and development were highly challenging. It has produced important results and new knowledge in the field of nanoscale electro-magnetic interactions at frequencies up to RF, and devices that can be exploited by industry in novel future electronic systems. It was oriented towards producing new knowledge and long-term innovation for industry. Newly developed thin film materials such as piezoelectrics, magnetics and multiferroics hold great potential for improved functionality in devices in a wide range of frequencies, but are still in the critical stage of materials development. Accurate characterization of the ME coupling properties of these emerging materials can have a large impact on the development of future electronic systems. The new knowledge based on this type of multifunctional materials with tailored properties begins with an understanding of (micro)structure-tailoring methodology, control of the intrinsic properties, realistic material processing and fundamental physical models applicable to real systems. This would open new prospects in the nanotechnology-based production of multifunctional thin films for new products and processes targeting a wide range of applications. 9.2. Pomen za razvoj Slovenije11 SLO_ Vsebina projekta je bila skladna z nacionalnim razvojno-raziskovalnim programom saj obravnava fundamentalne aspekte materialov, ki so potencialno pomembni za visokotehnološke proizvodne programe z visoko dodano vrednostjo. Poleg tega se vsebina projekta zelo dobro sklada z tretjim prioritetnim sklopom tega javnega razpisa, ki je omenjal raziskovanje novih materialov, novih proizvodnih postopkov, orodij in tehnologij; Zaradi fundamentalno drugačnih principov delovanja naprav na osnovi ME komponent pričakujemo, da bi njihova uporaba v sodobnih elektronskih sistemih omogočila razvoj naprav nove generacije, ki bi po svojih funkcionalnih lastnostih bistveno prekašala današnje primerljive naprave. Tako predstavlja uspešen zaključek tega projekta pomemben dosežek v uporabi multiferoikov ne samo na področju ožje elektronske industrije ampak tudi širše. Na primer, pri razvoju sistemov za shranjevanje vse večjih količin podatkov in njihovo hitro branje oziroma zapisovanje je sklopitev električnega in magnetnega polja potencialno zelo zanimiva karakteristika. Umetne nadstrukture bi omogočale brisanje in branje podatkov, shranjenih v magnetnem zapisu, z električnim poljem, kar je mogoče samo v magnetoelektričnih sistemih. Projekt je bil zelo interdisciplinaren in se je osredotočal na raziskave, ki so bile daleč pred obstoječim stanje na področju elektronskih materialov. Projekt je zahteva vključitev kemikov, fizikov in inzenirjev, ki so morali izkazovati strokovnost na področjih kot so sodobne analitske metode in računske simulacije. Pričakujemo znaten neposreden vpliv naših raziskav preko sodelave z svetovno priznanimi raziskovalnimi partnerji, ki smo jo vzpostavili v sklopu tega projeka, preko znanstvenih publikacij in patentov, kar prispeva k pozitivni sliki o visokorazviti napredni državi, povečanega družbenega zanimanja za znanost in tehnologijo, možnosti interakcije domačih mladih raziskovalcev z njihovimi mednarodnimi vrstniki, pridobivanja strokovnosti, znanja in eksperimentalnih veščin z relevantnih področij znanosti... ANG The project content was harmonized with the National Research and Developmet Programme as it focused on the fundamenta aspect of materials, which are potentially important for high-tech production programs with high added value. In addition, the project content fit in the thematic priorties of the public call - in its third priority theme that describes, the research of new materials, new production processes, tools and technologies. Because of the fundamentally different principles of the devices based on ME components, it is expected that by applying them in modern electronic systems they can be changed in a way that their functional efficiency will be highly superior in comparison with today's systems. The successful outcome of the project represents an important contribution to the application of multiferroics not only in the field of special electronics but also in many other areas. For instance, in the quest for ever-higher data densities, the manipulation of magnetic domains by means other than a magnetic field is of high technological interest. Artificial multiferroics would offer the possibility of setting or reading the magnetic state by means of a coexisting ferroelectric state, making use of the giant ME effect. The project was highly interdisciplinary and it focused on research currently far beyond the state-of-the-art. It required involvement of chemists, physicists and engineers and expertise in sophisticated analytical techniques and computational simulations. We expect a significant indirect impact of our research in the terms of involvement with highly respected international research partners, that we established in the course of the project, scientific publications, which contribute to the positive image of a developed, high-tech country, increased scientific and technolgical awareness, possibility for the interaction between our young researchers and their international partners, gaining expertise, skills and knowledge form the relevant fileds of science... 10. Samo za aplikativne projekte! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri aplikativnem projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj .> DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj D DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj D DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj DA NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj DA NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj D DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj DA NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj D DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj .> DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj .) DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj ') DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.35 Drugo Zastavljen cilj O DA O NE Rezultat d Uporaba rezultatov d Komentar 11. Samo za aplikativne projekte! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni vpliva Majhen vpliv Srednji vpliv Velik vpliv G.01 Razvoj visoko-šolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O o o o G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja o o o o G.01.03. Drugo: o o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu O O O O G.02.02. Širitev obstoječih trgov o o o o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o o o o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije O O O O G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o o o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o o o G.02.07. Večji delež izvoza o o o o G.02.08. Povečanje dobička o o o o G.02.09. Nova delovna mesta o o o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih O O O O G.02.11. Nov investicijski zagon o o o o G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O O O O G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti O O O O G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o o o o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o o o o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o o o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave O O O O G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti o o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe o o o o G.04.06. Drugo: O o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete O O O O G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj O O O O G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura O O O O G.07.02. Prometna infrastruktura o o o o G.07.03. Energetska infrastruktura o o o o G.07.04. Drugo: o o o o G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva o o o o G.09. Drugo: o o o o Komentar 12. Pomen raziskovanja za sofinancerje, navedene v 2. točki12 1. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena 2. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja, za objavo 6., 7. in 8. točke na spletni strani http://sicris.izum.si/ ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: Matjaž Valant in podpis vodje raziskovalnega projekta zastopnik oz. pooblaščena oseba RO Kraj in datum: Nova Gorica 12.4.2011 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/102 1 Zaradi spremembe klasifikacije družbeno ekonomskih ciljev je potrebno v poročilu opredeliti družbeno ekonomski cilj po novi klasifikaciji. Nazaj 2 Samo za aplikativne projekte. Nazaj Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultate in učinke raziskovalnega projekta. Največ 18.000 znakov vključno s presledki (približno tri strani, velikosti pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti pisave 11). Nazaj 5 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta (obrazložitev). V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikosti pisave 11). Nazaj 6 Navedite največ pet najpomembnejših znanstvenih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov v slovenskem in angleškem jeziku (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki) v slovenskem in angleškem jeziku, navedite, kje je objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. PRIMER (v slovenskem jeziku): Naslov: Regulacija delovanja beta-2 integrinskih receptorjev s katepsinom X; Opis: Cisteinske proteaze imajo pomembno vlogo pri nastanku in napredovanju raka. Zadnje študije kažejo njihovo povezanost s procesi celičnega signaliziranja in imunskega odziva. V tem znanstvenem članku smo prvi dokazali... (največ 600 znakov vključno s presledki) Objavljeno v: OBERMAJER, N., PREMZL, A., ZAVAŠNIK-BERGANT, T., TURK, B., KOS, J.. Carboxypeptidase cathepsin X mediates 62 - integrin dependent adhesion of differentiated U-937 cells. Exp. Cell Res., 2006, 312, 2515-2527, JCR IF (2005): 4.148 Tipopologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID: 1920113 Nazaj 7 Navedite največ pet najpomembnejših družbeno-ekonomsko relevantnih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki), izberite ustrezen rezultat, ki je v Šifrantu raziskovalnih rezultatov in učinkov (Glej: http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/sif-razisk-rezult.asp), navedite, kje je rezultat objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov vključno s presledki. Nazaj 9 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja. Nazaj 10 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 11 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 12 Rubrike izpolnite/prepišite skladno z obrazcem "Izjava sofinancerja" (http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/), ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2011-1 v1.01 FD-10-59-C0-25-63-9C-8B-81-DE-83-A2-DB-42-DA-BD-9E-CF-52-A1