Glavni urednik

ZAVOD ZA FIZIKU MATERIJALA

DIVISION OF MATERIALS PHYSICS
Predstojnik/ca: Dr. sc. Branko Pivac

Tel. ++385 1 4561 068, e-mail: [e-mail]

Ustroj zavoda:
Laboratorij za poluvodiče i srodne materijale, dr. sc. Branko Pivac, voditelj laboratorija
Laboratorij za tanke filmove, dr. sc. Nikola Radić, voditelj laboratorija
Laboratorij za molekulsku fiziku, dr. sc. Krešimir Furić, voditelj laboratorija
Tajništvo, Moira Španović, tajnica

Program rada:

Zavod za fiziku materijala bavi se pripravljanjem i karakterizacijom novih i modificiranih poluvodičkih, dielektričnih i metalnih materijala, te ispitivanjem molekulskih osobina. Istraživanja su fokusirana na:

- Temeljna svojstva defekata, njihova međusobna interakcija, te utjecaj na povezanost mikroskopskih i makroskopskih osobina u jednostavnim (Si), dvokomponentnim (GaAs, GaN, CdS) i višekomponentnim poluvodičima i komplementarnim oksidima. Istražuju se osobine nanofaznih i staklastih materijala.

- Pripravljanje metastabilnih/ amorfnim materijala termodinamički neravnotežnim postupkom magnetronskog rasprašenja. Posebno će se istraživati slitine na bazi aluminija, volframa, te slitine silicija i ugljika. Ispitivati će se procesi laserske ablacije metala i nemetala, te karakteristike nastale plazme.

- Fundamentalna istraživanja u području molekulske fizike i fizike čvrstog stanja s naglaskom na vibracijsku spektroskopiju i interakciju laserskog zračenja i materije. Istraživati će se metali, poluvodiči, keramike, molekulski kristali, te biološki uzorci.

Research programme:

Division of Materials Physics research programme broadly encompass preparation and characterization of novel and modified semiconductor, dielectric and metallic materials, as well as investigation of molecular properties. Main topics of research are:

- Defects in simple (Si), binary (GaAs, GaN, CdS), and multicomponent semiconductors and complementary oxides - fundamental characteristics, interactions, and the effects upon microstructure-macrostructure correlations. Study of the nanophase and glassy materials properties.

- Preparation and characterization of metastable / amorphous novel materials prepared by magnetron sputtering. Research is focused onto aluminum-based and tungsten based alloys, as well as on silicon-carbon alloys. Study of laser ablation of metallic and non-metallic materials.

- Fundamental research in the field of molecular and solid state physics by methods of vibrational spectroscopy. A wide range of interesting materials are investigated: metals, semiconductors, ceramics, molecular crystals, and biological samples.

Projekti u sklopu zavoda:

0098028	STATIKA I DINAMIKA MOLEKULSKIH KRISTALA, Davor Kirin, voditelj projekta
0098018	TANKOSLOJNE MULTIKOMPONENTNE LEGURE AMORFNOG SILICIJA, Davor Gracin, voditelj projekta
0098019	DINAMIKA HIDRATACIJE ŠEĆERA, Vlasta Mohaček Grošev, voditelj projekta
0098020	UTJECAJ DEFEKATA I NANOSTRUKTURA NA SVOJSTVA POLUVODIČA, Branko Pivac, voditelj projekta
0098021	MAGNETRONSKA DEPOZICIJA TANKIH FILMOVA, Nikola Radic, voditelj projekta
0098022	FIZIKA I PRIMJENA NANOSTRUKTURA, Krešimir Furić, voditelj projekta
0098026	ISTRAŽIVANJA NANOFAZNIH FILMOVA I NANOKOMPOZITNIH ČVRSTIH ELEKTROLITA, Aleksandra Turković, voditelj projekta
0098027	STRUKTURA I ELEKTRIČNA RELAKSACIJA U STAKLIMA I STAKLO-KERAMICI, Andrea Moguš-Milanković, voditelj projekta
0098029	OPTIČKE INTERAKCIJE I ORGANIZACIJSKI PROCESI U MATERIJI, Stjepan Lugomer, voditelj projekta
0098045	POLUVODIČKI MATERIJALI ZA OPTOELEKTRONIKU, Branko Šantić, voditelj projekta

Oznaka: 0098028

STATIKA I DINAMIKA MOLEKULSKIH KRISTALA

STATICS AND DYNAMICS OF MOLECULAR SOLIDS
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Davor Kirin

Tel. ++385 1 4561106   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Davor Kirin, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik, voditelj projekta

Program rada i rezultati na projektu:

Na projektu je nastavljen rad na istraživanju svojstava molekulskih kristala, kako statičkih (strukture i energije) tako i dinamičkih (vibracijskih spektara). Posebna pažnja je posvećena faznim prijelazima u živa(II) halid kristalima CH₃HgX (X= Cl,Br,I). Ova klasa molekulskih kristala je jedna od rijetkih koja ima fazni prijelaz posmičnog tipa (displacive) koji vodi na podvostručenje jedinične ćelije pri prijelazu iz tetragonske u rombsku strukturu. Fazni prijelazi su izučavani Ramanovom i NQR spektroskopijom.

Research programme and results:

We continued research on static and dynamic properties of molecular solids. Using Raman and NQR spectroscopy we investigated a displacive phase transitions in CH₃HgX (X= Cl,Br,I) class of molecules. The phase transitions were studied by Raman and NQR spectroscopy.

Oznaka: 0098018

TANKOSLOJNE MULTIKOMPONENTNE LEGURE AMORFNOG SILICIJA

MULTIPHASE AMORPHOUS SILICON ALLOYS AS A THIN FILMS
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Davor Gracin

Tel. ++385 1 4560970   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Uroš Desnica, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik, konzultant
Davor Gracin, doktor fiz. znanosti, znanstveni suradnik, voditelj projekta
Milko Jakšić, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik, konzultant

Tehnički suradnici:
Aleksa Pavlešin

Suradnici iz druge ustanove:
Ivan Begonja, dipl. inž. fizike, konzultant
Milorad Milun, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik, Institut za fiziku, Zagreb, konzultant
Mirko Stubičar, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik, Prirodoslovno-matematički fakultet - Fizika, Zagreb, konzultant

Program rada i rezultati na projektu:

Na tankoslojnim legurama amorfnog silicija će se istraživati mogućnost formiranja višefaznog materijala sastavljenog iz kombinacije amorfne i nano-, odnosno mikrokristalne faze za koju se očekuje da zadrži veliku apsorpciju elektromagnetskog zračenja u vidljivom području, karakterističnu za amorfne poluvodiče a da istovremeno posjeduje transportna svojstva što bliža kristalnom materijalu. Također, očekuje se da ovakva struktura pokaže veću stabilnost od amorfne a posebno da uobičajena degradacija izazvana svjetlom bude minimalna. Karakteristični uzorci za ispitivanje bit će formirani rasprašenjem i reaktivnom depozicijom iz plinske plazme, uz variranje uvjeta rasta, što će omogućiti uspostavljanje čvršće korelacije između uvjeta rasta tankih filmova ovim metodama i svojstava dobivenog materijala.

Predložena istraživanja, osim produbljivanja općih znanja o povezanosti strukturnog uređenja i optičkih svojstava materijala, kao i veze uvjeta formiranja filmova i njihove strukture, imaju direktnu primjenu u optoelektroničkim napravama. Neposredni korisnik će biti tvornica fotonaponskih panela Solarne ćelije iz Splita koja dijelom sufinancira ovaj projekt.

Formiran je veći broj uzoraka tankog filma amorfnog hidrogeniziranog silicijevog karbida u širokom rasponu sastava i uz različite uvjete rasta rasprašenjem. Uzorci su smjesa komponenti različitog uređenja, od amorfnog do mikrokristalnog. Osim toga, pojedine komponente imaju različiti kemijski sastav. Uzorcima su mjerena svojstva i određivana struktura korištenjem standardne vibracijske spektroskopije (Ramanova i infra-crvena spektroskopija), analize ionskim snopom (RBS, ERDA), spektroskopije u vidljivom i ultra-ljubičastom dijelu spektra. Ovako dobiveni rezultati su korelirani sa strukturnim osobinama na nano-skali procijenjenim na osnovi mjerenja difrakcije rentgenskih zraka pod malim kutom (GISAXS). Izbor, odnosno izgradnja modela koji dobro opisuje povezanost strukture i svojstava u ovako složenom mediju je u toku.

Research programme and results:

The amorphous silicon alloys, in the form of thin films, consisting of several structural phases from amorphous to nano-crystalline, are expected to have optical properties close to amorphous phase. In the same time, the transport properties and stability should be better than in pure amorphous phase. This assumption will be tested by formation of structurally and compositionally different specimens. The characteristic samples will be deposited by magnetron sputtering and plasma enhanced chemical vapour deposition, under various deposition condition, which will provide better understanding of the processes of growth in correlation with properties of deposited thin films.

The results of above proposed research, besides the improvement in understanding the correlation between structural and optical properties of amorphous and nanocrystalline materials from one side and the correlation between structural properties and deposition condition from the other side, can be used in opto-electronic devices. The first final user will be a partial sponsor of the project, photovoltaic producer "Solar Cells" from Split.

A representative set of amorphous hydrogenated silicon carbide thin films was deposited by magnetron sputtering under variety of composition and growing conditions. The deposited films are mixture of amorphous, nano-crystalline and microcrystalline phases with variations in composition. Their optical and vibrational properties were measured in standard way by using Raman, IR, UV-visible spectroscopy and correlated with the results obtained by analysing small angle scattering of x-rays (GISAX – spectroscopy). The proper model for this kind of composite medium, that describes the correlation between properties and nano-scale ordering is going to be constructed and/or tested.

Oznaka: 0098019

DINAMIKA HIDRATACIJE ŠEĆERA

SUGAR HYDRATION DYNAMICS
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Vlasta Mohaček Grošev

Tel. ++385 1 4561-020   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Vlasta Mohaček Grošev, doktorica fiz. znanosti, znanstvena suradnica, Institut “Ruđer Bošković”, Zagreb
Program rada i rezultati na projektu:

Preliminarna istraživanja bila su usmjerena na analizu vibracijske dinamike nekoliko odabranih molekula s karakterističnim kemijskim grupama šećera: hidroksiaceton, glikolaldehid i gliceraldehid. Važnost je ovih spojeva u biokemijskom ciklusu razgradnje glukoze u ljudskom organizmu, te u stvaranju neželjenih metaboličkih produkata, glikoziranih proteina, koji uzrokuju degenerativne promjene tkiva u šećernoj bolesti. Za sve njih je karakteristično prisustvo karbonilnih i hidroksilnih grupa na susjednim ugljikovim atomima, što vodi na postojanje unutarmolekulske vodikove veze. Posebno je predmet interesa odrediti i kvantificirati prisustvo međuformi šećera, tzv. enediola, koji su onaj oblik šećera koji reagira s proteinom. Kako je on kratkoživući i većinom ostaje nezamijećen u analizama metodom NMR, to je vibracijska spektroskopija prava metoda izbora. Istraživanja su usmjerena na razvoj metode za analizu otopine šećera metodama vibracijske spektroskopije.

Research programme and results:

Preliminary research were oriented towards the analysis of vibrational dynamics of several chosen molecules with characteristic chemical sugar groups: hydroxyacetone, glycolaldehyde and glyceraldehyde. The importance of these compounds lies in biochemical glucose degradation cycle in human organism, and in creation of unwanted metabolic products, glycated proteins, which cause degenerative changes in tissues during diabetes. The interaction of carbonyl and hydroxyl groups on two neighbouring carbon atoms was investigated in hydroxyacetone.

Oznaka: 0098020

UTJECAJ DEFEKATA I NANOSTRUKTURA NA SVOJSTVA POLUVODIČA

IMPACT OF DEFECTS AND NANOSTRUCTURES ON SEMICONDUCTOR PROPERTIES
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Branko Pivac

Tel. ++385 1 4561068   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Maja Buljan, dipl. inž. fizike, mlađa asistentica
Uroš Desnica, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik
Dunja Ida Desnica, doktorica fiz. znanosti, viša znanstvena suradnica
Pavo Dubček, doktor fiz. znanosti, znanstveni suradnik
Božidar Etlinger, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik
Ivana Kovačević, dipl. inž. fizike
Mladen Pavlović, doktor fiz. znanosti, znanstveni suradnik, (do 01.07.2003.)
Branko Pivac, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik, voditelj projekta
Natko Urli, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik

Vanjski suradnici:
Sigrid Bernstorff, doktorica fiz. znanosti, Elettra Sinchrotrone, Trst, Italija, konzultantica
Vesna Borjanović, doktorica fiz. znanosti, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zagreb, konzultantica

Program rada i rezultati na projektu:

Istraživali smo defekte u Si nastale implantacijom deuterija. Pokazali smo da GISAXS spektroskopija može dati vrlo zanimljive informacije o nakupljanju deuterija i formiranju mjehurića u Si. Također smo istraživali efekte implantacije helija u Si i pokazali da helij vrlo efikasno doprinosi formiranju mjehurića nakon termičkog napuštanja. Posebno smo istraživali ranu fazu nastajanja mjehurića. Pokazali smo da pri ionskoj implantaciji ugljika u Si dolazi do značajne neravnoteže u generiranju vlastitih intersticijala što će kasnije imati za poslijedicu dodatan razvoj vakancijskih klastera. Istraživali smo precipitaciju kisika u Si i pokazali da SAXS može dati direknu informaciju o precipitaciji kisika te tako postaje jednostavnija tehnika s nizom komparativnih prednosti prema SANS-u koji je do sada bio primarna tehnika. Također smo metodom DLTS istraživali duboke nivoe koje u zabranjeni pojas uvode precipitati kisika. Istraživali smo strukturnu relaksaciju amorfnog silicija metodom GISAXS i pokazali da ova tehnika daje vrlo zanimljive informacije o klasteriranju defekata prilikom strukturne relaksacije. Ujedno smo istraživali električki aktivne defekte nastale izlaganjem amorfnog silicija UV zračenju. Istraživali smo električnu aktivnost velikih strukturnih defekata u polikristalnom Si.

Nanokristali (NC) binarnog poluvodiča CdS-a formirani su implantacijom jednakih doza iona konstituenata (Cd⁺ i S⁺ iona), te naknadnom termičkom obradom. Uspješno su dobiveni NC CdS u odabranoj podlozi - amorfnom kvarcnom staklu, SiO₂ ili u monokristalnom siliciju. Dobiveni nanokristali ispitivali su se difrakcijom rentgenskih zraka (XRD), raspršenjem sinkrotronskog zračenja za male kuteve priklona i raspršenja (GISAXS), UV transmitivnosti i reflektivnost (područje energija 1,4 – 6,5 eV), te Ramanskom spektroskopijom. Razvijena je metodologija interpretacije karakterističnih pojava vrhova u spektrima navedenih metoda, tako da smo, kombinacijom navedenih metoda, u stanju odrediti: prosječnu veličinu nanokristala, raspodjelu veličina, prosječnu međusobnu udaljenost nanokristala - kako u smjeru okomitom na površinu tako i unutar ravnina paralelnih s površinom - te njihov oblik (morfologiju). Te su informacije također neophodne i kao povratna informacija za odabir parametara implantacije i sinteze, s dugoročnim ciljem - dobivanja nanokristala željenih svojstava na kontroliran i reproducibilan način. Posebno smo značajno unapredili interpetaciju 2D spektara GISAXS-a, moćne moderne metode za studij brojnih strukturnih svojstava, koja je još u početnoj fazi razvoja u korištenju za analizu poluvodičkih nanokristala.

Research programme and results:

We studied defects in Si formed upon deuterium implantation. It is shown that GISAXS spectroscopy can provide new and detailed information about deuterium clustering and formation of nano-bubbles in Si. We also studied effects of helium implantation in Si and it was shown that helium implantation is very efficient in bubbles formation. Particularly we studied in details the early phase of bubbles formation. It was shown that during ion implantation of carbon in Si, a generation of self-interstitials is significantly reduced what further results in enhanced production of vacancy clusters. The precipitation of oxygen in Si was studied, and it is shown that SAXS can give a direct information on precipitation of oxygen and therefore it becomes much more attractive as compared to SANS technique, which was regularly used in such studies. Deep levels in the forbidden gap of Si introduced by oxygen precipitates were studied by DLTS. A structural relaxation of amorphous Si was studied by GISAXS and it is shown that this technique can provide an interesting information on defect clustering during relaxation. We also studied electrically active defects formed during light soaking of amorphous Si by UV light. The electrical activity of large structural defects in poly Si was studied.

Nanocrystals (NC) of binary semiconductor CdS were formed by ion implantation of equal doses of both ions and by subsequent thermal treatment. Nanocrystals of CdS were successfully formed in selected substrates, silica glass or single crystal Si.

The formed NC were studied by XRD, GISAXS, UV transmittance and reflectance, and Raman spectroscopy. We developed the methodology of interpretation of characteristic peaks in the spectra obtained by the described techniques. Therefore, we are able to determine the average size of NC, distributions of sizes, and average distance between NC in three dimensions, as well as their morphology. This information is necessary to select parameters of implantation and synthesis in order to obtain NC with desired properties in a controlled way. We particularly developed interpretation of 2D GISAXS spectra.

Oznaka: 0098021

MAGNETRONSKA DEPOZICIJA TANKIH FILMOVA

MAGNETRON DEPOSITION OF THIN FILMS
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Nikola Radic

Tel. ++385 1 4680 224   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Tihomir Car, doktor fiz. znanosti, viši asistent
Milko Jakšić, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik, (konzultant)
Branko Pivac, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik, (konzultant)
Nikola Radić, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik

Tehnički suradnici:
Aleksa Pavlešin, tehnički suradnik

Suradnici iz druge ustanove:
Jovica Ivkov, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik, Institut za fiziku, Zagreb, (konzultant)
Mirjana Metikoš-Huković, doktorica kem. znanosti, redovni profesor, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb (konzultantica)
Ognjen Milat, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik, Institut za fiziku, Zagreb, (konzultant)
Mirko Stubičar, doktor fiz. znanosti, izvanredni profesor, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb, (konzultant)
Antun Tonejc, doktor fiz. znanosti, redovni profesor, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb, (konzultant)
Anđelka Tonejc, doktorica fiz. znanosti, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb, (konzultantica)

Program rada i rezultati na projektu:

Analizirana je termička stabilnost amorfnih Al-W tankih filmova u različitim režimima zagrijavanja - izokronom (do 700 °C) i izotermnom (na visokim subkristalizacijskim temperaturama). Ustanovljen je utjecaj sastava slitine, materijala podloge, temperature podloge tijekom depozicije, te brzine zagrijavanja na pojavu strukturne relaksacije prije kristalizacije amorfnih slitina. Usporedbom sa ponašanjem amorfnih slitina sa i bez aluminija utvrđen je presudan utjecaj aluminija na intenzitet relaksacije promatrane kroz promjene električnog otpora. Formuliran je model koji povezuje električni otpor fazne smjese sa udjelom pojedinih faza (amorfne i kristalne) u Al-W slitinama, kojim su opisana mjerenja u oba režima zagrijavanja.

Struktura filmova volfram karbida ispitana je SAXS i GISAXS metodama. Utvrđena je separacija faza/ kompozitna struktura sa karakterističnim veličinama 1-2 nm. Ciljanim ispitivanjem ugljičnih nakupina metodom Ramanske spektroskopije povezani su uvjeti depozicije sa udjelom grafitičnog ugljika u W-C filmovima, i ocijenjena veličina ugljičnih nakupina na oko 1 nm. Smanjenje nanotvrdoće W-C filmova povezano je sa povećanjem udjela nevezanog ugljika.

Kontroliranim dodavanjem kisika u radni plin argon pripravljeni su filmovi α-W, β-W i amorfičnog volframa, te ispitana njihova struktura i termička stabilnost. Veličina zrna amorfičnog volframa ocijenjena je na 1,4-2 nm, a pokazao se termički stabilan do oko 450 °C.

Research programme and results:

A thermal stability of Al-W amorphous thin films was examined by isochronal (up to 700 °C) and isothermal (high subcrystallization temperatures) heating. The effects of alloy composition, substrate material, deposition temperature, and heating rate upon the precrystallization relaxation phenomena were determined. It was found that the aluminum component governs the short range relaxation observed through a strong variation of the alloy electrical resistivity with temperature . A model which correlates the temperature dependance of the electrical resistivity of the phase mixture with the Al-W phase composition was devised, and used for description of the observed/ measured results.

Structure of the W-C alloys was examined by the SAXS and GISAXS methods. A composite structure containing the WC and carbon phases was found, with characteristic size of about 1-2 nm. The unbound carbon phase was investigated by Raman spectroscopy, and graphitic cluster size was estimated at about 1 nm. It was established that the increase in the unbound carbon fraction results in the descrease of the film nanohardness.

Thin films of α-W, β-W and amorphous-like tungsten have been prepared by a controlled admission of oxygen into the argon working gas. A structure and thermal stability of the amorphous-like tungsten have been examined: a-w grain-size was estimated at 1,4-2 nm, while the a-W was found stable up to about 450 °C.

Oznaka: 0098022

FIZIKA I PRIMJENA NANOSTRUKTURA

PHYSICS AND APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES
Voditelj/ica projekta: dr. sc. Krešimir Furić

Tel. ++385 1 4680112,   e-mail: [e-mail]

Suradnici na projektu:
Ivan Budimir, magistar fiz. znanosti, stručni suradnik
Krešimir Furić, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik
Andreja Gajović, doktorica fiz. znanosti, znanstvena suradnica
Mile Ivanda, doktor fiz. znanosti, viši znanstveni suradnik

Program rada i rezultati na projektu:

Ovim projektom proučavaju se struktura, optoelektronska svojstva, kao i mogućnost optičkog pojačanja svjetlosti u poluvodičkim (Si, CdS_xSe_1-x) materijalima, oksidnim nanočesticama (TiO₂, SnO₂, ZnO), te tankim poluvodičkim filmovima. Uzorci se pripravljaju LPCVD metodom, sol-gel tehnikom i ionskom implantacijom, a istražuju se različitim spektroskopskim i mikroskopskim metodama. Razvijaju se, također, nove metode za karakterizaciju čestica na nanoskali. Glavni je cilj dobivanje materijala s povoljnim optičkim/električkim karakteristikama koji vode razvoju svjetlosnih pojačala, fotonaponskih modula i termičkih elemenata. Ramanovom spektroskopijom i transmisijskom elektronskom mikroskopijom (tehnika tamnog polja i predočavanje visokom rezolucijom) izučava se distribucija veličine nanočestica u staklastoj matrici i pokazuje visoka suglasnost rezultata dobivenih različitim metodama. Ramanovo raspršenje na akustičkim fononima kvantnih točki CdS_xSe_1-x u staklastoj matrici je primijenjeno u rezonantnim i izvan-rezonantnim uvjetima, te je uspoređeno s modelnim računima. Za slučaj izvan-rezonantnog raspršenja je pokazano da homogeno proširenje čini dominantni doprinos širini akustičkog vibracijskog moda. Mjereno je, također, optičko pojačanje u CW-laserom pumpanim silicijevim nanokristalima, što zajedno s opaženom istaknutom usmjerenošću obećava skoro otkrivanje silicijskog lasera.

Neki oksidni nanočestični materijali poput ZrO₂, TiO₂ i njihove smjese pripravljaju se drugom tehnikom tj. planetarnim mlinom, a potom se izučavaju procesi sinteriranja tj. sinteza novih materijala na različitim temperaturama. Temeljne spoznaje se ciljano proširuju i izučavanjem složenih procesa sinteze homo- i hetero-nanočestičnih sustava u nove materijale. Dimenzije čestica su kontrolirane Ramanovom spektroskopijom i transmisijskom elektronskom mikroskopijom (TEM), a veličina kristalita je određena Scherrer-ovom metodom iz širine rentgenskih difrakcijskih linija. Ramanovom spektroskopijom u visokotemperaturnoj ćeliji in situ su praćeni fazni prijelazi početnih kristalnih struktura. S druge strane istraživala se čvrsta reakcija ZrO₂/TiO₂ i nastajane spoja ZrTiO₄ na visokim temperaturama za različite parametre mljevenja prilikom priprave ekvimolne smjese za sinteriranje.

Dijelom vezano s ovim, također se izučavaju male aglomeracije molekule vode i drugih konstituenata atmosfere na nanočestičnoj skali i njihov utjecaj na svojstva materijala. Tehnika matrične izolacije na niskim temperaturama je pri tome posebno korisna, jer omogućava spektroskopski uvid u skoro slobodni nanočestični objekt, koji je unutar sebe vezan vodikovom vezom. Posebno je izučen jedan novije otkriveni mineral čija su svojstva vrlo ovisna o prisustvu vode u njegovoj strukturi. Ovim istraživanjima pokazujemo da molekula vode i vodikova veza značajno utiču na svojstva polaznih supstanci i gotovih materijala.

U suradnji sa Zavodom za kemiju materijala istražuju se RuO₂ i IrO₂ pripravljeni sol-gel metodom u grupi S. Musića. Uzorci sadrže i čistu, metalnu komponentu, a zbog svojih električkih karakteristika sigurno nalaze primjenu u poluvodičkoj industriji. Suradnja s Laboratorijem za poluvodiče Zavoda za fiziku materijala se nastavlja u dva smjera : a) Dr. U. i D. Desnica, ionski implantirani materijali, b) A. Moguš-Milanković, stakla Mo, Sr, Fe, P oksida.