Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Βασιλική Ελευθερία Βρακατσέλη

Τίτλος Παρουσίασης (Presentation Title): Εναπόθεση λειτουργικών πολυκρυσταλλικών λεπτών υμενίων διοξειδίου του τιτανίου (ΤiΟ2) σε χαμηλή θερμοκρασία με την μέθοδο RF magnetron sputtering.
Presentation Type (Τύπος Παρουσίασης): Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής
Ονοματεπώνυμο Ομιλητή (Speakers Full Name): Βασιλική Ελευθερία Βρακατσέλη
Προέλευση Ομιλητή (Speakers Affiliation): Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών
Seminar Room (Αίθουσα): Βιβλιοθήκη "Αλκιβιάδης Χ. Παγιατάκης"
Ημερομηνία: Πέμ, 07 Απρ 2022, Ώρα: 17:30 - 19:00
Διεύθυνση Διαδικτυακής Μετάδοσης: https://upatras-gr.zoom.us/j/98506085696?pwd=a0VTQmVtWjFPMlpvN20wZ3J6azJHdz09 < /div>
Περίληψη (Abstract)

Tα λεπτά υμένια διοξειδίου του τιτανίου (TiO2) αποτελούν αντικείμενο ευρείας έρευνας τις τελευταίες δεκαετίες, τόσο λόγω των μοναδικών τους ιδιοτήτων (φωτοκατάλυση, φωτοεπαγόμεη υπερυδροφιλία, βιοσυμβατότητα κ.α.), όσο και λόγω της λειτουργικότητάς τους σε εφαρμογές παραγωγής ενέργειας (φωτοβολταΐκές διατάξεις 3ης γενιάς), στην οπτοηλεκτρονική και σε περιβαλλοντικές εφαρμογές. Η απόδοσή τους εξαρτάται σημαντικά από την κρυσταλλική τους δομή και την μορφολογία της επιφάνειας. Επίσης έχει διαπιστωθεί ότι η φάση του ανατάση και τα υμένια μικτής φάσης ανατάση/ρουτίλη αποτελούν καλύτερους φωτοτακαλύτες συγκριτικά με τη φάση του ρουτίλη. Ωστόσο, για την εναπόθεση πολυκρυσταλλικών υμενίων TiO2, συνήθως απαιτείται υψηλή θερμοκρασία υποστρώματος (>300οC) ή ανόπτησή τους. Για αυτό τον λόγο, η εναπόθεση κρυσταλλικών υμενίων TiO2 σε πολυμερικά υποστρώματα χαμηλού κόστους δεν είναι πάντοτε δυνατή. Η παρούσα διατριβή ερευνά τις δυνατότητες εναπόθεσης πολυκρυσταλλικών υμενίων ΤiO2 σε χαμηλή θερμοκρασία μέσω της τεχνικής RF magnetron sputtering. Στοχεύοντας στην εναπόθεση υμενίων ΤiO2, με την επιθυμητή κρυσταλλική φάση και μορφολογία. πραγματοποιήθηκαν εναποθέσεις υπό διαφορετικές παραμέτρους και σε δύο διαφορετικές γεωμετρίες του συστήματος: με το υπόστρωμα σε έκκεντρη θέση σε σχέση με την πηγή sputtering και με το υπόστρωμα υπό κλίση σε σχέση με την πηγή. Επετεύχθη η εναπόθεση υμενίων ρουτίλη, ανατάση και μικτής φάσης σε μη θερμαινόμενα υποστρώματα και με υψηλό ρυθμό εναπόθεσης. Η επίδραση των παραμέτρων στις δομικές, μορφολογικές και οπτικές ιδιότητες των υμενίων αξιολογήθηκε εφαρμόζοντας διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού. Διαπιστώθηκε ότι η γωνία κλίσης του υποστρώματος καθώς και η πίεση του συστήματος επιδρούν σημαντικά στην δομή και την μορφολογία των υμενίων. Η μεταβολή της κρυσταλλικής φάσης και της τραχύτητας των υμενίων με την μεταβολή του γινομένου πίεση x γωνία κλίσης υποστρώματος, αναδεικνύεται για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία.  Επίσης αξιολογήθηκαν οι ιδιότητες διαβρεξιμότητας των υμενίων και αποδόθηκαν στην συνεργιστική δράση της κρυσταλλικής φάσης και της μορφολογίας τους. Τέλος, μέσω ανάλυσης του ρυθμού εναπόθεσης σε δυο συστατικά ειδών υψηλής και χαμηλής ενέργειας και επιπρόσθετης μέλετης της δόμησης των υμενίων κατά την εναπόθεση με μικροσκοπία ΤΕΜ, προτάθηκε ο μηχανισμός δόμησης ανατάση και ρουτίλη σε χαμηλή θερμοκρασία μέσω RF magnetron sputtering.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)

Η Βασιλική Ελευθερία Βρακατσέλη αποφοίτησε από το Τμ. Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών το 2011. Το 2012 εισήχθη στο μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών του Τμ. Χημικών Μηχανικών Παν/μίου Πατρών και ενσωματώθηκε στην ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Τεχνολογίας Πλάσματος. Στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής της διατριβής ασχολήθηκε με την ανάπτυξη πολυμερικών και ανόργανων λεπτών υμενίων με ιδιάζουσες ιδιότητες διαβρεξιμότητας μέσω διεργασιών πλάσματος και χημικής εναπόθεσης, ενώ συμμετείχε στο χρηματοδοτούμενο ερευνητικό έργο DESIREDROP σε συνεργασία με το Ε.ΚΕ.ΦΕ. Δημόκριτος και το Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Το 2015 απέκτησε το μεταπτυχιακό της δίπλωμα στον Τομέα Επιστήμης και Τεχνολογίας των Υλικών, του Τμ. Χημικών Μηχανικών Παν/μίου Πατρών, με μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία με τίτλο «Ανάπτυξη σταθερών υπερυδρόφιλων υμενίων με διεργασίες πλάσματος για χρήση σε μικρορευστονικές διατάξεις». Εν συνεχεία παρέμεινε στο ερευνητικό δυναμικό του Εργαστηρίου Τεχνολογίας Πλάσματος με σκοπό την εκπόνηση της Διδακτορικής της Διατριβής υπό την επίβλεψη του Καθηγητή κ. Δημήτριου Ματαρά, στο πλαίσιο της οποίας ασχολήθηκε με τον σχεδιασμό και την εγκατάσταση συστήματος RF magnetron sputtering υπερυψηλού κενού και την ανάπτυξη και μελέτη λεπτών λειτουργικών υμενίων διοξειδίου του τιτανίου.

 

Δημοσιεύσεις σε Διεθνή Περιοδικά

  • V.Vrakatseli, E.Farsari and D.Mataras (2020), Wetting properties of transparent anatase/rutile mixed phase glancing angle magnetron sputtered nano-TiO2 films, Micromachines, 11(6), 616
     
  • V.E.Vrakatseli, A.N. Kalarakis,, A.G. Kalampounias, E.K. Amanatides and D.S. Mataras, (2018), Glancing angle deposition effect on structure and light-induced wettability of RF-sputtered TiO2 thin films, Micromachines, 9(8), 389.
     
  • V.Vrakatseli, E Amanatides and D Mataras, (2016), Comparative study of RF reactive magnetron sputtering and sol-gel deposition of UV induced superhydrophilic TiOx thin films, , J. Phys.: Conf. Ser. 700 012039
     
  • V. Vrakatseli, E. Pagonis, E. Amanatides and D. Mataras (2014), Photoinduced superhydrophilicity of amorphous TiOx-like thin films by a simple room temperature sol-gel deposition and atmospheric plasma jet treatment., J. Phys.: Conf. Ser. 550 012034

 

Ανακοινώσεις σε Διεθνή Συνέδρια (ενδεικτικά)

  • E. Farsari, E.A. Kostopoulou , V. Vrakatseli, E. Amanatides and D. Mataras, Plasma enhanced chemical vapor deposition of hydrophobic, hydrophilic and amphiphilic coatings., 6th International Virtual Conference of Engineering Against Failure, 23-25 June 2021
     
  • V. Vrakatseli, E.Farsari and D. Mataras, Fabrication of superhydrophilic and amphiphilic TiO2 thin films by glancing angle RF magnetron sputtering at low substrate temperature, , 24th International Symposium on Plasma Chemistry, 9-14 June 2019, Naples, Italy
     
  • V. Vrakatseli, E. Amanatides and D. Mataras RF magnetron sputtering deposition of TiO2 blocking layers for perovskite solar cells, 15th International Conference on Plasma Surface Engineering 12 – 16 September, 2016, Garmisch-Partenkirchen, Germany