Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Silicon carbide nanocomposites reinforced with disordered graphitic carbon formed in situ through oxidation of Ti3C2 MXene during sintering

Petrus M., Woźniak J., Cygan T., Lachowski A., Rozmysłowska-Wojciechowska A., Wojciechowski T., Ziemkowska W., Chlubny L., Jastrzębska A., Adamczyk-Cieślak B., Olszyna A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

1--12

EN

This article describes the manufacturing of silicon carbide composites with the addition of quasi-two-dimensional titanium carbide Ti3C2, known as MXene. The composites were obtained by the powder metallurgy technique, consolidated with the use of the Spark Plasma Sintering method at 1900 °C and dwelled for 30 min. The influence of the Ti3C2 MXene addition on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated. The structure of the MXene phase after the sintering process was also analyzed. The results showed a significant increase (almost 50%) of fracture toughness for composites with the addition of 0.2 wt% Ti3C2 MXene. In turn, the highest hardness, 23.2 GPa, was noted for the composite with the addition of the 1.5 wt% Ti3C2 MXene phase. This was an increase of over 10% in comparison to the reference sample. The analysis of chemical composition and observations using a transmission electron microscope showed that the Ti3C2 MXene phase oxidizes during sintering, resulting in the formation of crystalline, highly defected, disordered graphite structures. The presence of these structures in the microstructure, similarly to graphene, significantly affects the hardness and fracture toughness of silicon carbide.

2

Modeling methods of predicting potato yield - examples and possibilities of application

Piekutowska M., Niedbała G., Adamski M., Czechlowski M., Wojciechowski T., Czechowska-Kosacka A., Wójcik Oliveira K.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

176--180

EN

The purpose of the following work is to review the methods used in predicting plant yields, with particular emphasis on potato production. The article refers to the histological methods of estimating plant yields and prevailing trends: groundbased remote sensing, which is often associated with regression calculus, multiple regression, artificial intelligence and image analysis. There are also two popular models SUBSTOR and LINTUL-POTATO, which are the foundation for developing more and more accurate tools of potato yield estimation. There are many methods that allow to predict yields before the end of the growing season. The most important element in creating prediction models is choosing the appropriate number of independent variables that actually shape the yielding of potatoes. Timely and accurate prediction of crop yields improve the management of agricultural production as well as limit financial, quantitative and qualitative losses of crops.

PL

Celem niniejszej pracy był przegląd metod wykorzystywanych w prognozowaniu plonów roślin ze szczególnym uwzględnieniem produkcji ziemniaka. W artykule nawiązano do historycznych sposobów szacowania plonów roślin oraz obecnie panujących trendów w predykcji: teledetekcji naziemnej, która często powiązana jest z rachunkiem regresyjnym, regresji wielorakiej, sztucznej inteligencji, analizie obrazów. Wspomniano także o dwóch popularnych modelach SUBSTOR i LINTULPOTATO, które stworzyły podwaliny do opracowywania coraz dokładniejszych narzędzi prognozujących plony ziemniaków. Wiele metod pozwala na predykcję plonów przed zakończeniem sezonu wegetacyjnego. Najistotniejszym elementem tworzenia modeli predykcyjnych jest dobór odpowiedniej liczby zmiennych niezależnych, które rzeczywiście kształtują plonowanie ziemniaków. Terminowe i dokładne prognozy plonów roślin uprawnych usprawniają zarządzanie produkcją rolniczą, pozwalają na ograniczanie strat finansowych, ilościowych i jakościowych plonów.

3

Application of ASG-EUPOS high precision positioning system for cereal harvester monitoring

Czechlowski M., Wojciechowski T., Adamski M., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

44--50

EN

The paper presents the application of a high precision positioning system ASG-EUPOS and its service NAWGEO for agricultural machines positioning. A measurement set was mounted on a cereal combine harvester and consisted of a GNSS antenna and receiver with a GSM modem for RTK corrections transfer. The positioning system was validated in a field during the 2011 harvest period in selected farms in southern and western Wielkopolska region in Poland. The total area of the field under study was 75 hectares. The quality of determining the machine’s position was monitored. It was understood as standard deviation values for longitude, latitude and altitude above the mean sea level. The hypothesis about the importance of impact of the adopted criteria on the level of changes in the recorded deviation errors was tested. Field tests show usefulness of the ASG-EUPOS network and its VRS NAWGEO service for precise positioning of agricultural machinery in dynamic conditions. The obtained data can be used to create numerical models of fields on-line, for example, in selective cereals harvesting technology, but they require filtration to remove the points affected by positioning error exceeding the acceptable value.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie systemu precyzyjnego pozycjonowania ASG- EUPOS i jego serwisu NAWGEO do pozycjonowania maszyn rolniczych. Zestaw pomiarowy został zamontowany na kombajnie zbożowym i składał się z anteny i odbiornika GNSS z modemem GSM do przesyłania sygnału korekcyjnego RTK w czasie rzeczywistym. Walidacja systemu pozycjonowania wykonana została w warunkach polowych w okresie zbiorów w 2011 roku na wybranych komercyjnych polach gospodarstw południowej i zachodniej Wielkopolski regionu Polski. Całkowita powierzchnia pola objęta badaniami to 75 hektarów. Jakość pozycjonowania urządzeniu była monitorowana, jako odchylenie standardowe błędu pomiaru długości, szerokości geograficznej oraz wysokości nad poziomem morza. Analizowano cztery kryteria jakości sygnału korekcji w funkcji czasu. Kryteriami tymi były: dokładność pozycjonowania w czasie zimnego i ciepłego startu oraz dynamika dokładności pozycjonowania w czasie ruchu i w spoczynku. Testowano hipotezę o znaczeniu wpływu przyjętych kryteriów na poziom zmian odchylenia standardowego rejestrowanych błędów. Przedstawiono przydatność sieci ASG-EUPOS i jej serwisu NAWGEO do precyzyjnego pozycjonowania maszyn rolniczych w warunkach dynamicznych oraz wykorzystania pozyskanych danych przestrzennych oraz ich filtracji przy tworzeniu modeli numerycznych np. w warunkach zbioru selektywnego.

4

Application of artificial neural networks to analyze the emergence of soybean seeds after applying herbal treatments

Niedbała G., Piekutowska M., Rudowicz-Nawrocka J., Adamski M., Wojciechowski T., Herkowiak M., Szparaga A., Czechowska-Kosacka A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

145--149

EN

The aim of the following work is to indicate factors which significantly affect the emergence of selected soybean varieties after application of natural herbal extracts based on - Levisticum officinale L., Ribes nigrum L., Matricaria chamomilla L., as wet seed treatments using two methods of treatment. The research material included seeds treated for 24 hours in macerats, decoctions and infusions made from the above herb species as well as untreated seeds, seeded together with preparations in point application. Untreated seeds were used as the control group. The experiment was being conducted for 16 days in a greenhouse facility belonging to the COBORU Experimental Station for Variety Testing in Karzniczka. The assessed parameter referred to the percentage of soybean seedlings emergence ability determined based on the number of emerged plants. Indication of the importance of factors in shaping soybean emergence and considering their rank was possible due to the sensitivity analysis of the generated neural network with the MLP architecture 4:4-13-5-1:1 with two hidden layers. All analyzed factors of the experiment significantly shaped the ability of soybean emergence, with the following order: cultivar, application method, herb species from which the extract was made, form of preparation.

PL

Celem pracy było wskazanie czynników istotnie wpływających na wschody wybranych odmian soi po zastosowaniu naturalnych ekstraktów wodnych na bazie ziół - Levisticum officinale L., Ribes nigrum L., Matricaria chamomilla L., jako zapraw nasiennych na mokro z wykorzystaniem dwóch sposobów zaprawiania. Materiał badawczy stanowiły nasiona zaprawiane przez dobę w maceratach, wywarach i naparach sporządzonych z powyższych gatunków ziół oraz nasiona niezaprawiane, wysiewane łącznie z aplikacją punktową preparatów. Za obiekt kontrolny przyjęto nasiona niezaprawiane. Eksperyment prowadzono przez 16 dni w obiekcie szklarniowych należącym do Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian COBORU w Karzniczce. Parametrem poddanym ocenie była procentowa zdolność wschodów siewek soi określana na podstawie liczby wzeszłych roślin. Wskazanie istotności czynników w kształtowaniu zdolności wschodów soi oraz uwzględnienie ich rangi było możliwe dzięki analizie wrażliwości wytworzonej sieci neuronowej o architekturze MLP 4:4-13-5-1:1 z dwoma ukrytymi warstwami. Wszystkie analizowane czynniki doświadczenia znacząco kształtowały zdolność wschodów soi, a ich waga miała następującą kolejność: odmiana, sposób aplikacji preparatu, gatunek zioła, z którego sporządzono ekstrakt, forma preparatu.

5

Biogospodarka w mieście. Część II

Wojciechowski T.

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2018

|

nr 3

43--47

PL

W środowisku miejskim znajduje się znaczący potencjał odpadów organicznych. Sensowne jest zatem wydobycie wartości obecnej w tych strumieniach w postaci składników odżywczych, materiałów i energii, dzięki zastosowaniu zasad gospodarki o obiegu zamkniętym. Odpady organiczne – od organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych do ścieków płynących w systemach kanalizacji – są zwykle postrzegane, z ekonomicznego i środowiskowego punktu widzenia, jako kosztowny problem. Istnieje jednak możliwość zmiany tego myślenia poprzez zaprojektowanie takich systemów odzysku i przetwarzania, dzięki którym odpady organiczne zostaną zamienione w źródło wartości, przyczyniając się do odbudowy kapitału naturalnego.

6

Biogospodarka w mieście. Cz. I

Wojciechowski T.

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2018

|

nr 2

44--47

PL

W środowisku miejskim znajduje się znaczący potencjał odpadów organicznych. Sensowne zatem jest wydobycie wartości obecnej w tych strumieniach w postaci składników odżywczych, materiałów i energii dzięki zastosowaniu zasad gospodarki o obiegu zamkniętym. Odpady organiczne – od organicznej frakcji stałych odpadów komunalnych do ścieków płynących w systemach kanalizacji – są zwykle postrzegane, z ekonomicznego i środowiskowego punktu widzenia, jako kosztowny problem. Istnieje jednak możliwość zmiany tego myślenia poprzez zaprojektowanie takich systemów odzysku i przetwarzania, dzięki którym odpady organiczne zostaną zamienione w źródło wartości, przyczyniając się do odbudowy kapitału naturalnego.

7

Zbiórka odpadów „bio” kluczem do GOZ

Wojciechowski T.

Recykling

|

2017

|

nr 1

34--37

PL

Według szacunków, całkowita ilość bioodpadów wytwarzanych rocznie w Unii Europejskiej wynosi od 76,5 do 102 mln ton odpadów spożywczych i ogrodowych zawartych w zmieszanych odpadach komunalnych stałych oraz do 37 mln ton odpadów pochodzących z sektora produkcji napojów i żywności. Po co i jak zbierać selektywnie bioodpady oraz odpady ulegające biodegradacji?

8

Czy bioodpady są potrzebne?

Wojciechowski T.

Recykling

|

2017

|

nr 2

14--16

PL

Bioodpady są jedynym rodzajem odpadów wytwarzanym przez człowieka, które w większości przypadków występują naturalnie w przyrodzie. Skoro tak, to stamtąd należy czerpać wzorce do rozwiązania problemu z ich zagospodarowaniem. Czy bioodpady są potrzebne? Ten przewrotny tytuł zawiera w sobie tylko pozorną sprzeczność. Przyroda radzi sobie z nimi na kilka sposobów, głównie dzięki różnego rodzaju saprobiontom, czyli organizmom żywym zjadającym lub rozkładającym pozostałości organiczne. O ile procesy z wykorzystaniem mikroorganizmów nie budzą emocji, gdyż są to przeważnie fermentacja metanowa lub kompostowanie, a nawet wermikompostowanie z użyciem dżdżownic nie dziwi, o tyle wykorzystanie np. odpadów organicznych do produkcji larw, mogących stanowić nasze pożywienie, jest obecnie dość kontrowersyjne.

9

Audyty recyklerów po pierwszej turze

Kraśniewski B., Polatowski P., Wojciechowski T.

Recykling

|

2017

|

nr 3

10--12

PL

Jakie jest praktyczne znaczenie uregulowań prawnych oraz ich wpływ na system zbierania i odzysku odpadów opakowaniowych w Polsce? Na co wskazują doświadczenia z pierwszej tury audytów recyklerów?

10

Odpady biodegradowalne doskonałym lekiem na pustynnienie gleb

Wojciechowski T.

Przegląd Komunalny

|

2017

|

nr 3

61--64

PL

Zgodnie z ideą gospodarki o obiegu zamkniętym, odpady stanowią surowce, tylko że niedoskonałe. Są pewnego rodzaju antropogeniczną rudą. Dokładnie tak muszą być postrzegane równiż odpady ulegające biodegradacji.

11

Osuwiska jako jeden z ważniejszych elementów zagrożeń geologicznych w Polsce

Wójcik A., Wojciechowski T.

Przegląd Geologiczny

|

2016

|

Vol. 64, nr 9

701--709

EN

Geohazards are defined as extreme events which occur in the lithosphere, atmosphere and hydrosphere. In Poland, landslides and earthquakes are the most dangerous for human activities. Currently, the number of recognized landslides is estimated at about 58,000. The largest damages of buildings and other infrastructures are registered in the years of 2000-2001 and 2010, which were caused by a high amount of rainfall in the spring-summer period. In an attempt to prevent localization of new facilities on danger zones, cataloguing of landslides has been made. Moreover, perilous objects are monitored with different methods. Another threat is earthquakes, observed in southern Poland, along the Teisseyre-Tronquist Zone, which cause damage of buildings. Apart from earthquakes of tectonic origin, equally hazardous are movements that cause deformation of the earth ’s surface, triggered by mining exploitation.

12

Changes in the emission of toxic compounds from farming machinery used in Poland between 2011 and 2013

Czechlowski M., Adamski M., Wojciechowski T., Niedbała G., Wojdak E.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

57--61

EN

The article presents changes in the total annual emission of limited toxic compounds released into the atmosphere together with exhaust gases from farming machinery used in Poland between 2011 and 2013. The calculations were based on the amounts of the excise tax refund for ‘farming’ fuel, which were expended from the budget during the years under study. The methodology of calculations presented by the authors in the previous publication was also used in this study. It was based on emission limits included in Directive 97/68/EC and on exceeding of these limits during the operation of farming machinery under typical field conditions, which was presented by Lindgren. The fuel consumed by the whole population of farming machinery (including tractors, mobile and stationary machinery with diesel engines) has the greatest influence on the total emission of toxic compounds. This dependence was particularly noticeable when 2012 and 2013 were compared. In 2012 the lowest consumption of farming fuel was noted, i.e. 601.7 million tonnes. It resulted in the lowest total emission of toxic compounds, i.e. 88,188 tonnes. In 2013 the emission of toxic compounds was greater by 6.7% than in the previous year and reached 94,137 tonnes. It was caused by the highest fuel consumption during the years under study, i.e. 646.9 million tonnes.

PL

W pracy przedstawiono zmiany całkowitej rocznej emisji do atmosfery limitowanych związków toksycznych uwalnianych wraz ze spalinami przez maszyny rolnicze eksploatowane w polskim rolnictwie w latach 2011-2013. Jako podstawę do obliczeń przyjęto kwoty zwrotu podatku akcyzowego za tzw. paliwo rolnicze, które wydatkowano z budżetu w analizowanych latach. Do obliczeń zastosowano metodykę przedstawioną przez autorów we wcześniejszej publikacji, bazującą na limitach emisji zawartych w dyrektywie 97/68/WE oraz przedstawionych przez Lindgren'a przekroczeń tych limitów podczas pracy maszyny rolniczych w typowych warunkach polowych. Największy wpływ na całkowitą emisję związków toksycznych ma zużycie paliwa przez całą populację maszyn rolniczych (w tym ciągników, maszyn samobieżnych oraz stacjonarnych wyposażonych w silniki ZS). Zależność ta jest szczególnie widoczna pomiędzy latami 2012 oraz 2013. W 2012 r. zanotowano najniższe zużycie "paliwa rolniczego" wynoszące 601,7 mln t, co przełożyło się na najmniejszą sumaryczną emisję związków toksycznych wynoszącą 88 188 t. Natomiast w 2013 r. emisja związków toksycznych wzrosła do poziomu 94 137 t, co stanowi wzrost o 6,7% w stosunku do roku poprzedniego. Było to spowodowane najwyższym, w analizowanych latach, zużyciem paliwa równym 646,9 mln t.

13

Calibration models for evaluation of acetic acid and dry matter contents in compound substrates of agricultural origin

Adamczak W., Adamski M., Wojciechowski T., Czechlowski M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

7--11

EN

The paper presents the results of modeling an acetic acid and dry matter content carried out by the method of transforming spectral spectra VIS-NIR using software, Unscrambler X 10.1. To build the models reference data obtained applying the Nordman’s method as well as dryer-weight one were used. In respect of of the proposed chemometric method the measuring range between 400 nm and 2170 nm was tested using a reflective method of obtaining spectral spectra. The studies indicated that the prepared calibration models of acetic acid and dry matter content in the fermenting mixture of corn silage and manure obtain the best fit factor (R2) for the measuring range of 950 nm to 2170 nm. The best ratio of fit (R2) for the model of dry matter content was 0.86, and for acetic acid content 0.68.

PL

Przedstawiono efekty modelowania zawartości kwasu octowego i materii suchej zrealizowane przy wykorzystaniu metody transformacji widm spektralnych VIS-NIR przy zastosowaniu oprogramowania Unscrambler X 10.1. Do budowy modeli wykorzystano dane referencyjne uzyskane przy zastosowaniu metody Nordmana i metody suszarkowo-wagowej. W zakresie zaproponowanej metody chemometrycznej testowano zakres pomiarowy między 400 nm a 2170 nm przy zastosowaniu refleksyjnej metody pozyskiwania widm spektralnych. W wyniku przeprowadzonych badań wskazano, że wytworzone modele kalibracyjne zawartości materii suchej oraz kwasu octowego w fermentującej mieszance kiszonki kukurydzy i gnojowicy uzyskują najlepszy współczynnik dopasowania (R2) dla zakresu pomiarowego od 950 nm do 2170 nm. Najlepszy współczynnik dopasowania (R2) dla modelu zawartości materii suchej wyniósł 0,86, a dla modelu zawartości kwasu octowego 0,68.

14

Calibration model for spectral analysis of dry matter content in fermenting hybrids substrate

Adamski M., Adamczak W., Czechlowski M., Wojciechowski T., Durczak K.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

12--15

EN

Anaerobic digestion is a complex, multi-step biological process. Control of this process can be carried out by analyzing the parameters of dry matter, organic matter and the dry matter concentration of volatile fatty acids (VFA). The aim of the study is to assess the possibility of using near-infrared spectroscopy in the construction of calibration models of dry matter content in the fermenting mixture of substrates. The starting material included the test obtained from the pulp digestion process. The fermentation process uses mixed pulp rumble (22% dry matter content), ground corn (34.5% dry matter content) and bovine manure (3.21% dry matter content). For the obtained samples an acquisition of spectral absorbance spectra by the transmission in the wavelength range of 400 - 2170 nm was effected. These data were used to build the PLS calibration model spectrophotometer intended for the prediction of dry matter content of the substrate. The model with the best fit to the spectral data was obtained for the spectral range of 900 - 1300 nm. He is characterized by a coefficient of determination R2 of 0.95 and an error determination RMSECV ratio of 0.56 g.

PL

Fermentacja beztlenowa jest złożonym, wieloetapowym procesem biologicznym. Kontrola tego procesu może odbywać się poprzez analizowanie parametrów zawartości materii suchej, suchej materii organicznej oraz stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Celem pracy jest dokonanie oceny możliwości zastosowania spektroskopii bliskiej podczerwieni w zakresie budowy modeli kalibracyjnych zawartości materii suchej w fermentującej mieszance substratów. Materiał wyjściowy do badań stanowiła pozyskana z procesu fermentacji pulpa. W procesie fermentacji wykorzystano zmieszane wysłodki burczane (22% zawartości materii suchej), rozdrobnione ziarno kukurydzy (34,5% zawartości materii suchej) i gnojowicę bydlęcą (3,21% zawartości materii suchej). Dla pozyskanych próbek dokonano akwizycji widm spektralnych absorbancji metodą transmisyjną w zakresie długości fali 400-2170 nm. Dane te wykorzystano do budowy modeli kalibracyjnych PLS spektrofotometru przeznaczonego do predykcji zawartości materii suchej w substracie. Model o najlepszym dopasowaniu do danych spektralnych uzyskano dla zakresu spektralnego 900-1300 nm. Charakteryzował się on współczynnikiem determinacji R2 na poziomie 0,95 oraz błędem oznaczenia RMSECV wynoszącym 0,56 g.

15

Technologia cienkich warstw tlenku cynku o kontrolowanych własnościach strukturalnych, transportowych i optycznych

Borysiewicz M. A., Kamińska E., Wojciechowski T., Gołaszewska K., Dynowska E., Wzorek M., Kruszka R., Pągowska K. D., Kwoka M., Szuber J., Boll T., Stiller K., Wojtowicz T., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 8

75--80

PL

W ramach artykułu zaprezentowaliśmy wyniki prac dotyczących kontroli struktury, morfologii, własności transportowych i optycznych cienkich warstw tlenku cynku (ZnO) wytwarzanych na drodze magnetronowego rozpylania katodowego. Wykorzystując zaawansowany reaktor rozpylania katodowego umożliwiający kontrolę parametrów procesu osadzania takich, jak temperatura podłoża, przepływ gazów, ciśnienie gazów, moc podawana na katody pokazujemy jaką rolę odgrywają poszczególne parametry w kontroli własności wytwarzanego materiału. Prezentujemy zarówno badania z zakresu podstawowego dotyczące domieszkowania monokrystalicznych cienkich warstw ZnO przy pomocy akceptorów Ag, jak i badania stosowane dotyczące inżynierii przerwy energetycznej w celu opracowania przezroczystych elektrod dla diod elektroluminescencyjnych UV czy prace nad wzrostem nanoporowatego ZnO dla zastosowań w czujnikach gazowych, biochemicznych oraz urządzeniach do magazynowania energii.

EN

In this work we present the results of studies on the control of structure, morphology, transport and optical properties of zinc oxide (ZnO) thin films fabricated by means of magnetron sputtering. using a state-of-the-art sputtering reactor enabling the control of such process parameters as: substrate temperature, gas flow, gas pressure and cathode power, we show the role of each parameter in controlling the properties of the deposited material. We present both basic research on doping monocrystalline ZnO films with Ag acceptors as well as applied research on band gap engineering for the development of transparent electrodes for UV LEDs or on the growth of nanoporous ZnO for applications in gas and biochemical sensors and energy storage devices.

16

Kompostowanie odpadów a stan jakości powietrza

Wojewódzki P., Wojciechowski T.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2015

|

nr 7-8

28--30

17

Geologiczna i geomorfologiczna interpretacja danych z lotniczego skaningu laserowego (ALS) rejonu KasprowegoWierchu (Tatry) – odpowiedź

Wojciechowski T., Wójcik A., Perski Z.

Przegląd Geologiczny

|

2014

|

Vol. 62, nr 2

83--85

18

ZnO - Wide bandgap semiconductor and possibilities of its application in optical waveguide structures

Struk P., Pustelny T., Gołaszewska K., Borysiewicz M. A., Kamińska E., Wojciechowski T., Piotrowska A.

Metrology and Measurement Systems

|

2014

|

Vol. 21, nr 3

401--412

EN

The paper presents the results of investigations concerning the application of zinc oxide - a wideband gap semiconductor in optical planar waveguide structures. ZnO is a promising semiconducting material thanks to its attractive optical properties. The investigations were focused on the determination of the technology of depositions and the annealing of ZnO layers concerning their optical properties. Special attention was paid to the determination of characteristics of the refractive index of ZnO layers and their coefficients of spectral transmission within the UV-VIS-NIR range. Besides that, also the mode characteristics and the attenuation coefficients of light in the obtained waveguide structures have been investigated. In the case of planar waveguides, in which the ZnO layers have not been annealed after their deposition, the values of the attenuation coefficient of light modes amount to a ≈ 30 dB/cm. The ZnO layers deposited on the heated substrate and annealed by rapid thermal annealing in an N2 and O2 atmosphere, are characterized by much lower values of the attenuation coefficients: a ≈ 3 dB/cm (TE0 and TM0 modes). The ZnO optical waveguides obtained according to our technology are characterized by the lowest values of the attenuation coefficients a encountered in world literature concerning the problem of optical waveguides based on ZnO. Studies have shown that ZnO layers elaborated by us can be used in integrated optic systems, waveguides, optical modulators and light sources.

19

Osuwiska pod lupą

Krawacki K, Wojciechowski T.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2014

|

nr 10

26--28

20

Cienkie warstwy ZnO wytwarzane techniką magnetronowego rozpylania katodowego : mikrostruktura i funkcjonalność

Borysiewicz M., Wzorek M., Gołaszewska K., Kamińska E., Piotrowska A., Dynowska E., Wojciechowski T., Jakieła R., Wojtowicz T, Struk P., Pustelny T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 9

16-19

PL

W artykule opisano możliwości kontroli mikrostruktury i funkcjonalności cienkich warstw ZnO jakie wynikają z zastosowania do ich wytwarzania najnowszej generacji rozwiązań dla magnetronowego rozpylania katodowego. Omówiony został wpływ ciśnienia całkowitego mieszaniny gazów roboczych, stosunku przepływu tlenu do argonu w mieszaninie oraz temperatury podłoża podczas wzrostu warstw na ich mikrostrukturę. Przedyskutowana została także kwestia wprowadzania buforów czy warstw nukleacyjnych podczas wzrostu materiału. Zaprezentowano cienkie warstwy o konwencjonalnej kolumnowej mikrostrukturze jak również o mikrostrukturze monokrystalicznej pozbawionej kolumn oraz jedyne na świecie warstwy o strukturze nanoporowatej wytworzone na drodze magnetronowego rozpylania katodowego wraz z ich zastosowaniami.

EN

This communication covers the possibilities of microstructure and functionality control of thin ZnO films fabricated using the latest solutions for magnetron sputtering. The influence of the total working gas pressure, oxygen to argon gas flow ratio and the substrate temperature during growth on the film microstructure is discussed. The introduction of buffers and nucleation layers is also included. Thin films with conventional columnar mictrostructure are presented as well as monocrystalline films without columns and globally unique nanoporous ZnO films fabricated using magnetron sputtering. The applications of the films are also described.