Zjawisko obniżenia temperatury topnienia w układach nanowarstw

Program/Konkurs: OPUS 9
Jednostka finansująca: NCN
Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Małgorzata Lewandowska
Funkcja: lider
Czas realizacji: 2016-2019

Opis
Nanomateriały wykazują szereg właściwości, które wyróżniają je spośród innych grup materiałów. Przykładem może być temperatura topnienia, która dla materiałów krystalicznych jest uważana za stałą materiałową. Jest to prawdą dla materiałów konwencjonalnych o makro- lub mikrometrycznych rozmiarach. W strukturach nanometrycznych obserwuje się zjawisko obniżenia temperatury topnienia (z ang. Melting Point Depression MPD), tym intensywniejsze im mniejsze rozmiary materiału. Zjawisko to zostało dość dobrze przebadane i udokumentowane szczególnie dla swobodnych nanocząstek. W przypadku cienkich warstw i układów nanowarstw jego występowanie jest znacznie bardziej skomplikowane. Układy nanowarstw w swojej strukturze zawierają dużą ilość defektów, których wpływ na obniżenie temperatury topnienia oraz na mechanizm ich topnienia wciąż nie został dobrze poznany.
Celem niniejszego projektu jest poznanie mechanizmu obniżenia temperatury topnienia dla układów składających się z naprzemiennie ułożonych nanowarstw metalicznych (stopu eutektycznego lub czystego metalu) o względnie niskiej temperaturze topnienia i ceramicznych o wysokiej temperaturze topnienia. Układy nanowarstw o obniżonej temperaturze topnienia mogą być z powodzenie wykorzystane jako nowoczesne nanolutowia w technologiach spajania materiałów wrażliwych na ciepło. Zjawisko obniżenia temperatury topnienia pozwala bowiem na obniżenie temperatury procesu spajania i zachowanie właściwości takich materiałów.