Study and multiscale modeling of new ferroelectric oxides – NOVOXFER

Financed by the Romanian National Authority for Scientific Research, CNCS – UEFISCDI, project PN-III-P3-3.1-PM-RO-FR-2019-0069

The major objective of this project is to create an active collaboration between two groups of researchers with complementary knowledge (physicists, chemists) and experimental facilities: a group from "Al. I. Cuza" University of Iasi, Romania (UAIC) and the group from Univ. D'Artois, Lens, France (UCCS). The aim is to investigate in a synergic and multidisciplinary way through experimental activities from nanoscale to macro-scale and using modeling approach a topic of high actuality, namely, a complex study of the structural, dielectric, ferro- and piezoelectric properties of new classes of lead-free oxides with potential applications in the field of conversion, storage and energy recovery. The proposed systems for this study are: (i) A₂WO₆ class (A = lanthanides Ln³⁺ or Bi³⁺), in which ferroelectricity has not been confirmed up to date except at nanoscale and only in thin films; (ii) BaTiO₃- based binary and ternary solutions: (Ba,Ca)(Ti,M)O₃ (M = Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Ce⁴⁺), where it is expected to generate extraordinary properties (pyro-, piezo-, ferroelectricity, tunability, giant permittivity) in the range of concentrations for which there is a coexistance of polymorphs. The main expected results are: reciprocal extension of knowledge and scientific competences through bilateral visits and active collaboration, investigation of new classes of ferroelectrics, valuable publications in the proposed topics, creating the premises for future joint participation to other international projects.

Project achievements (2019-2020)

Project achievements (2021)

Studiul si modelarea multi-scala a unor oxizi feroelectrici noi – NOVOXFER

Cod proiect: PN-III-P3-3.1-PM-RO-FR-2019-0069
Domeniul științific: 4. Eco-nanotehnologii si materiale avansate. 4.3. Materiale avansate
Durata contractului: 18 luni
Valoare: 25.035,00 lei

Obiectivul proiectului este de a crea un cadru de colaborare activă între două grupuri de cercetători având cunoştinţe şi facilităţi experimentale complementare: grupul de fizicieni din România (Univ. “Al. I. Cuza” din Iaşi: UAIC) şi cel de chimişti din Franţa (Univ. d’Artois, Lens: UCCS). Scopul este de a aborda în mod sinergic şi multidisciplinar prin activităţi experimentale de la scală nanometrică la macro-scală şi prin modelare teoretică o tematică de mare actualitate, şi anume, un studiu complex al proprietăţilor structurale, dielectrice, fero- şi piezoelectrice ale unor noi clase de oxizi fără plumb, cu potenţial aplicativ în domeniul conversiei, stocării şi recuperării de energie. Sistemele propuse pentru studiu sunt: (i) A₂WO₆ (A = lantanide Ln³⁺ sau Bi³⁺), în care nu a fost confirmată până în prezent feroelectricitatea decât la nanoscală şi doar în filme subțiri; (ii) soluţii solide binare şi ternare pe bază de BaTiO₃: (Ba,Ca)(Ti,M)O₃ (M = Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Ce⁴⁺), în care se aşteaptă proprietăţi extraordinare (pyro-, piezo-, feroelectrice, tunabilitate, permitivitate superioară) în domeniul de concentraţii pentru care există o superpoziție de faze structurale. Principalele rezultate aşteptate sunt: extinderea reciprocă a cunoaşterii şi competenţelor ştiinţifice prin vizite bilaterale şi colaborare activă, investigarea unei noi clase de feroelectrici, publicaţii valoroase în tematica proiectului, viitoare participări în comun la proiecte finanţate din alte surse.

Obiective:

ETAPA I (2019)

Prepararea si caracterizarea structurala, microstructurala si electrica a compusilor soluții solide binare/ternare cu formula (Ba,Ca)(M,Ti)O₃ (M = Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Ce⁴⁺)

ETAPA a II a (2020)

Caracterizare dielectrica si feroelectrica a compusilor de tip A₂WO₆ (A = lantanidă Ln³⁺, Bi³⁺) si a soluțiilor solide binare/ternare (Ba,Ca)(M,Ti)O₃ (M = Zr⁴⁺, Sn⁴⁺, Ce⁴⁺)

Echipa:

RO: Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” din Iasi:

1. prof. univ. dr. Liliana Mitoseriu
2. CSII dr. Cristina Elena Ciomaga
3. Lect. dr. Lavinia Petronela Curecheriu
4. Asist. dr. Leontin Padurariu
5. Drd. Vlad Alexandru Lukacs

FR: Faculté des Sciences Jean Perrin, Université d’Artois, Lens:

1. Dr. MC. Marie Hélène Chambrier
2. Dr. MC. Anthony Ferri
3. Drd. Megane L’heureux

Rezultate (2019-2020)

Rezultate (2021)