Interviul „Lumea care nu se vede” explorează parcursul profesional al cercetătorului Cosmin Romanițan, din cadrul Institutului Național de Cercetare și Dezvoltare pentru Microtehnologie (IMT) și punctează felul în care tehnologia de la baza echipamentului Rigaku SmartLab i-a influențat cercetarea.
Lumea care nu se vede



În articolul publicat pe www.magurelesciencepark.ro, Cosmin Romanițan povestește despre începuturile sale în cercetare, inspirat de curiozitatea pentru fenomenele invizibile dincolo de lumea macroscopică. El detaliază activitatea sa în domeniul nanomaterialelor, punând accent pe tehnicile avansate de analiză a structurii cristaline prin difracția de raze X. De asemenea, descrie proiectele de cercetare la care a participat, precum dezvoltarea de noi heterostructuri bazate pe nanomateriale cu dimensionalitate scazută pentru îmbunătățirea performanțelor de stocare/conversie a energiei în supercapacitori, cât și proiecte a căror obiectiv a constat în dezvoltarea de materiale III-V pentru celule solare de eficiență înaltă, prin modificări induse de dopanți sau stres în structura electronică.
Cosmin evidențiază provocările tehnice și științifice întâlnite și modul în care echipamentele Rigaku l-au ajutat să depășească aceste obstacole, facilitând descoperiri importante în studiul microstructurii materialelor. În final, oferă sfaturi valoroase pentru cei care vor să urmeze o carieră în acest domeniu și subliniază rolul esențial al echipamentelor avansate al tehnologiei în progresul cercetării științifice.





Extras din interviu


• Poți să ne spui mai multe despre tine și cum ai început această călătorie în domeniul cercetării științifice?
Sunt Cosmin Romanițan, în prezent sunt cercetător științific gradul II în cadrul Institutului Național de Cercetare și Dezvoltare pentru Microtechnologie (IMT), unde sunt responsabil de echipamentul de difracție de raze X Rigaku SmartLab din institut. Activitatea mea de bază constă în studiul structurii cristaline a nanomaterialelor prin tehnici de raze X, cum ar fi difracția de raze X (XRD), reflectivitatea de raze X (XRR) și împrăștiere la unghi mic (SAXS). Am urmat cursurile Facultății de Fizică, apoi studii masterale și doctorale, iar teza mea de doctorat susținută la Catedra de Fizica Stării Condensate poartă titlul Investigarea nedistructiva a stresului in nanomateriale prin metode de raze X. Primul contact cu cercetarea științifică a avut loc anul II de facultate la Departamentul de Fizica Particulelor Elementare, IFIN-HH, când am început să obțin primele date și rezultate pentru lucrarea de licență.
• Ai putea sa ne dai un exemplu concret/prezentarea unei cercetări/studiu?
Aș vrea să descriu un studiu recent realizat în filme epitaxiale de nitrură de indiu (InN) crescute pe substrat de GaN/Al2O3 prin epitaxie cu fascicul molecular (MBE), realizat în colaborare cu Institutul pentru Nanoștiințe și Inginerie, Universitatea din Arkansas, SUA. În acest studiu s-a avut în vedere obținerea de InN cu concentrație redusă de electroni la suprafață, prin nanostructurarea controlată a suprafeței. În acest fel, s-a utilizat creșterea epitaxială prin MBE la diferite fluxuri In/N și temperaturi de creștere pentru a modifica caracteristicile suprafeței. Prin utilizarea echipamentului Rigaku s-au depășit anumite limitări în ceea ce privește semnalul slab obținut pe plane de tip (100) în materiale wurtzitice prin echipamente standard de 1.6 sau 3 kW, fară anod rotitor. Prin obținerea unui semnal de difracție corespunzator, chiar și în filme cu grosime de 50 nm, s-au putut determina principalii parametri microstructurali ai filmelor crescute, cum ar fi constanta de rețea, dimensiunea blocurilor cristaline sau stresul la interfața film-substrat. Mai mult, prin obținerea unui semnal mare, în configurații de inaltă rezoluție, s-au efectuat studii de reflectivitate de raze X în configurație de axă triplă pentru determinarea cu acuratețe a unghiului de reflexie totală, în vederea calculării porozității și a raportului S/V în materialele investigate. Rezultate obținute se regăsesc în articolul Electron Accumulation Tuning by Surface-to-Volume Scaling of Nanostructured InN Grown on GaN(001) for Narrow-Bandgap Optoelectronics din jurnalul ACS Applied Nano Materials, unde se evidențiează rolul decisiv al nanostructurării suprafeței în contextul optoelectronicii de bandă joasă.
• Există o descoperire sau un progres specific în cadrul proiectelor tale pe care simți că nu l-ai fi putut obține fără aceste echipamente?
Multitudinea de grade de libertate ale goniometrului a avut un impact decisiv în studiile mele. Configurația „asymmetric skew”, ce permite modificarea adâncimii de penetrare a radiației X în material, prin variația unghiului de incidență, concomitent cu înclinarea probei, a condus la studii inovative în domeniului nanotehnologiei. Această configurație a permis un studiu sistematic al distribuției microstructurii materialelor de-a lungul direcției de creștere a nitrurii de galiu pe substrat de Al2O3. Am propus un formalism de investigare a distribuției densității de dislocații în nitruri, rezultatele finale fiind în curs de publicare. De asemenea, această configurație a permis obținerea de rezultate importante, ce au constat în elaborarea de noi formalisme teoretice pentru evaluarea distribuției porozității și proceselor de relaxare a stresului în materiale poroase, respectiv nanofire. Rezultatele remarcabile obținute prin această configurație au fost publicate în prestigiosul jurnal Journal of Applied Crystallography și revista americană Spectroscopy.
Din fericire, aceste studii nu ar fi fost posibile fără configurația „asymmetric skew” oferită de echipamentele Rigaku.





• Din punct de vedere tehnic, ce funcționalități ale echipamentelor Rigaku ți s-au părut cele mai inovative sau utile?
Din punct de vedere tehnic, cred că anodul rotitor de 9 kW și multitudinea gradelor de libertate sunt elementele inovative ce pot face diferența în raport cu alte echipamente de difracție de raze X. De asemenea, brațul in-plane pentru figuri de poli este foarte util pentru studii avansate a texturii materialelor. Trebuie menționat că în lipsa unui tub de raze X cu putere mare, este necesară scrierea unui proiect pentru a beneficia de o sursă sincrotron în studii ce implică filme subțiri, cu grosimi sub 50 nm.

Vă invităm să citiți interviul pe pagina magurelesciencepark.ro/lumea-care-nu-se-vede