Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats
Atskaites periods Nr. 1.
(01.04.2021. - 30.06.2021.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

Projekts attīstīs sekojošas inovatīvas tehnoloģijas, sasniedzot koncepta pirmās pārbaudes līmeni:

• Kausējumu zonu hidrodinamiskās stabilitātes modeļeksperimenti MHD pseido-levitācijas procesam;
• Eksperimentālais darbs, meklējot optimālās sasvstarpējās sakarības starp MHD induktoru frekvenci, temperatūras profiliem un izkausētas zonas ģeometriju;
• Zemtemperatūras (Sn ~300°C) iekārtas izveide, lai konceptuāli testētu pseidolevitāciju viegli kūstošās alvas gadījumam, lai testētu koncepciju un piemeklētu labākos iekārtas konstruktīvos un ģeometriskos risinājumus;
• Augsttemperatūras (Ge ~1000°C) iekārtu izveide balstoties uz pieredzi darbā ar (Sn ~300°C) iekārtu. Atsevišķu bloku adaptāciju vai pārveide un jaunu bloku izstrāde. Augst-vakuuma sistēmas izveide.
• MHD pseidolevitācijas iespējas vērtējoši augstas tīrības germānija kristālu audzēšanas eksperimenti vakuumā, vai augstas tīrības gāzu vidē kvarca -metāla konstrukcijā.
  Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinatu projekta merķu sasniegšanu. Paveiktais atspoguļots pie katras no apakšaktivitātēm.
  • Darbība 1.1. Elektromagnētiskās levitācijas datorsimulācijas eksperimentu plānojumu un aprakstus. 1.ceturkšņa ietvaros elektromagnētiskās levitācijas datorsimulācijas eksperimenti tika plānoti vairākos etapos un faktiski tie notiks visā pētījuma laikā:
    - ir izplānots koncepteksperiments, kura īstenošanas gaitā tiks uzkrāts mērījumu un novērojumu kopums, kuru varēs izmantot datorsimulācijas un laboratorijas tālāko eksperimentu optimizācijai un jauniem meklējumiem. Ir noskaidrots, ka būs vajadzīga dažāda datorsimulācijas metodika dažādām kustīgu magnētisko lauku ģeometrijām. Saskaņā ar koncepteksperimenta plānu ir veikti vajadzīgie iepirkumi eksperimentālās iekārtas izveidei un koncepeksperimenta veikšanai.
  • Darbība 1.2. Zemtemperatūras (300°C) iekārtas konstrukcijas izstrāde (t.sk. skices un rasējumi), attiecīgas aktivitātes un apakšaktivitāšu apraksts.
  • 1.ceturkšņa ietvaros tika analizēti 7 projektu varianti un tālāk tiek virzīts jauna risinājuma projekts, kur karietes vertikālās kustības nodrošina hidraulisks cilindrs ar divu (ātrā un lēnā) hidraulisko sūkņu ar attiecīgu dzinēju (elektromotors ar 1,5 līdz 2,2KW un soļu dzinējs). Izstrādātas skices un rasējumi papīra formātā, lai tos izgatavotu LU Astronomijas institūta Astrofizikas observatorijas darbnīcās (iespējams ārpakalpojums, ja tas būs ātrāk). Projekta komanda veic ģeneratoru izveides izpēti un ir pasūtītas nepieciešamās daļas ģeneratoram alvas kristālu audzēšanai. Projekta komanda veic jaudas paaugstināšanas izpēti, apzinot nepieciešamo elementu bāzi.
  • Darbība 1.3. Eksperimentu norises plānojums sešās apakšdarbībās. 1.ceturkšņa ietvaros tika izplānota eksperimenta plānošanas, norises un izvērtēšanas standartpieeja (izstrādājis V.Silamiķelis), kas pamatā tiks izmantota visiem eksperimentiem.
  • Darbība 1.4. Datu bāzes struktūras izveide eksperimentālo datu uzkrāšanai.
  • 1.ceturkšņa ietvaros izplānota atskaišu failu nomenklatūra un tās uzturēšanas darbības. Par projekta datu bāzes (strukturēta folderu sistēma) atbildīgo nozīmēts Aigars Apsītis, piemeklēts dators kurš ir izvietots projekta īstenošanas vietā Šķūņu 4, Rīga. Tiks izveidota failu uzskaites sistēma – reģistrs, kurā reģistrēs faila izveides datumu, versiju, autoru vai autorus, izmaiņas, izmaiņu cēloņus. Plānoti sekojoši failu formāti: WORD, PDF, EXCEL un videofaili. Projekta failu un folderu sistēmas drošību nodrošina attiecīga atslēgas vārdu sistēma.
  • Darbība 1.5. Algoritmu izstrāde un apraksts eksperimentālo datu analīzei un MHD datorsimulācijas validēšanai. Ir noskaidrots, ka nepietiks ar vienu universālu algoritmu un darbību protokolu. Uz šo brīdi tiek izstrādāti un tiks piedāvāti 3-4 varianti ar modifikācijas iespējām.
  • Darbība 1.6. Augstemperatūras (1000°C, vacuum or clean gas conditions) kristālu audzēšanas iekārtas konstruēšana, laika grafiks. Aktivitātes un piecu apakšdarbību satura apraksts.
  • Darbi šajā aktivitātē 1.ceturksnī netika plānoti.
  • Darbība 1.7. Kristālu audzēšanas pilota ekperimentu sēriju detalizēts plānojums un apraksts augsttemperaturas apstākļos (1000°C, vacuum or clean gas conditions), datu uzkrāšanas arhīvu plānojums un attiecīgi triju apakšdarbību plānojums.
  • Darbi šajā aktivitātē 1.ceturksnī netika plānoti.
  • Kristālu audzēšanas pilota ekperimentu sēriju plānojuma pamatā būs ar alvu iegūtā pieredze un plānojums tiks precīzi noformulēts septītajā ceturksnī. Dati tiks saglabāti atbilstošā folderī exel failu, foto un video failu veidā.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana, literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.
  • Darbība 2.1. Esošo alumīnija un silīcija MHD levitācijas datormodelešanas eksperimentu pieredzes un datu piemērošana elektromagnētiskai (MHD) pseudo levitacijas datorsimulacijas eksperimentiem alvai un germānijam.
  • 1.ceturkšņa darbu gaitā, dažādu avotu studijās un konsultācijās, ir uzkrāts attiecīgs agregēto un analītisko zināšanu kopums.
  • Darbība 2.2. Iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus un ģeometriju alvas un germānija gadījumam realā eksperimentā.
  • 1.ceturkšņa darbu gaitā uzkrātais zināšanu kopums tiks pielietots, domājot par izkausētās zonas magnetohidrodinamisko stabilitāti un ģeometriju gan alvas, gan germānija gadījumam realā eksperimentā.
  • Darbība 2.3. Datorsimulācijas eksperimentu sēriju rezultāti un to apraksts alvas un germānija gadījumam izmantošanai eksperimentos attiecīgi abiem elementiem.
  • Darbi šajā aktivitātē 1.ceturksnī netika plānoti.
  • Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija

  • Pirmā ceturkšņa laikā ir izveidota projekta komanda, speciālisti un studenti pieņemti darbā, noslēdzot darba līgumus un nosakot uzdevumus un amatu aprakstus. Izveidota Projekta padome 4 cilvēku sastāvā. Noorganizēta Projekta uzsākšanas (Kick-off), pirmās Projekta vadības grupas un Projekta padomes sēdes, kas izskatīja un precizēja projekta mērķus, uzdevumus un aktivitātes.

    Izstrādāts detalizēts darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Partneriem nosūtīti projekta saistošie dokumenti un metodikas. Sagatavots iepirkuma plāns.

    Izstrādāts projekta informatīvais plakāts (A3 formātā), kas novietots Šķūņu ielā 4, SIA AGL Technologies un SIA Cryogenics and Vacuum Systems telpās sabiedrībai redzamās vietās. Informācija izvietota LU, RFC un partneru mājas lapās. Par projektu tika sagatavota un izmantota informācija LU organizētās Latvijas Zinātnieku Nakts 2021.gada 30.04. pasākumā.

    Notiek gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā un kontaktos ar partneriem, projekta komandu kurās apspriesti: aktuāli projekta realizēšanas inženiertehniskie jautājumi; metodikas; darbs pie disertācijām.

Pēdējās izmaiņas veiktas 18.08.2021.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats
Atskaites periods Nr. 2.
(01.07.2021. - 30.09.2021.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 1013 germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

• Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinatu projekta merķu sasniegšanu. Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana
  • Apakšdarbība 2.1. literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.
  • Darbībā 2 ir paredzēta iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs tiks optimizēts 2023.gadā.
  • Darbība 3. zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)
  • Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.
  • 6. projekta ceturksnī tika strādāts pie nepieciešamo rasējumu un skiču kopuma un turpināta to uzlabošana. Vajadzība pēc uzlabojumiem radās analizējot pirmo koncepteksperimentu rezultātus, kuri tika veikti sakarā ar gatavošanos darba sarunām komandējumos Berlīnē -19.- 22. maijā un Tventē -29.maijs-1.jūnijs (The Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, German for Leibniz Institute for Crystal Growth un Institute for Nanotechnology). Par tiem tika ziņots (prezentācija) un diskutēts projekta kolokvijos (ZK-14 24.05. un ZK-15 attiecīgi 02.06.) un tika ziņots Projekta padomei (5.sēdē 30.06.22.). Darba sarunās ar kolēģiem Berlīnē un iepazīstoties ar viņu eksperimentālo aprīkojumu tika diskutēta mūsu plānotās eksperimentālas iekārtas konstrukcija un darbināšanas režīmi. Īpaši lietderīga bija domu apmaiņa par iekārtas jaudas elektroniku, kuras rezultātā tika secināts, ka ir vajadzīga optimizācija. Berlīnes kolēģu pieredze ģermānija kristālu audzēšanā rādīja, ka ir lietderīgi palielināt ģeneratora takta frekvenci ejot no tās nominālās vērtības uz maksimāli iespējamo. Tas prasīja atsevišķu ģeneratora bloku elektronisko shēmu izmaiņas un izmaiņas bloku ģeometrijā. Darba sarunās ar kolēģiem Tventē analizējām mūsu iekārtas induktoru ģeometriju un iepazināmies ar viņu iekārtām. Salīdzinošā analīze rādīja, ka visoptimālāk ir strādāt ar vijumu un pretvijuma attiecību 1:3.
  • Komandējuma zinātniskais rezultāts - skaidri redzamas vajadzības pēc jauninājumiem mūsu iekārtas konstrukcijā, kuras tika attiecīgi iestrādātas rasējumu un skiču kopuma detalizācijā un to digitālās versijās. Šis darbs tika veikts apakšdabības 3.1. pagarinājumā.
  • Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana.
  • 6. projekta ceturksnī, izmantojot apakšdarbībā sagatavoto tehnisko dokumentāciju izgatavotas:
    • Divas modificētas karietes ar apsaistes aprīkojumu;
    • Vadīkla ar pēdu;
    • Elektronikas iekārtu turētājs;
    • Jaudas elektronikas ūdens dzesēšanas sistēmas;
    • 5 dažādas konfigurācijas induktori;
    • Optimizējot, t.i.meklējot labākos risinājumus secīgi divas mērgalvas (Pirmā versija paredzēta tikai divu parametru mērīšanai nespējot korekti izskaidrot pirmo mēījumu rezultātus -t.i.spēka un enerģijas apsorbcijas joslu nesakritību radās nepieciešamība sinhroni mērīt arī citus elektromagnētiskā lauka parametrus.Vajadzēja izgatavot labāku mērgalvu)
    • Induktorā ievietotā parauga temperatūras mērījumu digitālai apstrādei tika uzstādīts datu logeris PICO USB-TC-08 ar datoru un uzrakstīta datu apstrādes programma;
    • Hidrauliskā sistēma (Abu kariešu vertikālās kustības nodrošina hidrauliskie cilindri. Karietes lēno kustību, sākot ar 0,5 mm/h ,procesā nodrošina plunžertipa hidrauliskais sūknis ar soļu dzinēja piedziņu. Karietes ātru pārvietošanu nodrošina hidrauliskā stacija ar 2.2 kWt motoru).
  • Pārskata periodā tika sākta jaunas zinātniskās publikācijas plānošana žurnālā Journal of Physics D: Applied Physics, https://publishingsupport.iopscience.iop.org/journals/journal-of-physics-dapplied-physics/ . Raksta nosaukums (pagaidu variants): Elektromagnētiskā lauka, parauga silšanas un iedarbības spēka maksimumu aksiālās nobīdes efekti induktorā ar pretvijumu (The effect of peak displacement for axial components of electromagnetic field, sample heating and acting force inside an inductor with a counter-turn.)
  • Apakšdarbība 3.3. Kristālu audzēšanas iekārtas elektrisko shēmu un eletronikas bloku montāža zemtemperaturas kristālaudzešanas iekārta.
  • Elektriskās un elektroniskās shēmas samontētas saskaņā ar rasējumiem un koriģētajiem bloku un elementu aprakstiem. Tika veikta indukcijas jaudas ģeneratora zemtemperatūras versijas „Portable Electric Induction Heat Maschine” modificēšana levitācijas un kvazilevitācijas eksperimentu veikšanai: izmainot dzesēšanas un sildīšanas sistēmas; induktora konfigurāciju; tika iebūvēta induktora barošanas ķēdes elektronisko trokšņu filtri; būtiski uzlabota rezonanses slēgumu izolācija – caursites drošība. Paveiktā darba rezultātā indukcijas ģeneratora raksturlielumi atbilst projekta uzdevumu veikšanai un tā izmantošanai zemtemperatūras kristālu audzēšanas eksperimentiem.
  • Eksperimentu gaitā daudzkārtīgi tika veiktas kontroles un kvalitātes testus sērijas ar attiecīgiem protokoliem datu bāzes failā „testa eksperimenti”.
  • Lai nodrošinātu iekārtas operatoru vispārējo elektrisko drošību, mēriekārtu aizsardzību pret statistisko lādiņiem un to izlādēm un radikāli palielinātu elektromagnētiskā lauka ekranēšanas efektivitāti tika izplānota un ierīkota neatkarīga zemējumu sistēma visiem elektrisko ķēžu elementiem.
  • Paveiktā rezultātā iekārta tika pasargāta no nevajadzīgiem elektriskiem traucējumiem un bija iespējams izmantot sērijveida temperatūras datu logeri PICO USB-TC-08 pieslēgtu pie mērīšanas galvas K tipa termopāriem un inkorporētu procesu vadības datorsistēmā. Svarīgs logera PICO USB- TC-08 raksturlielums ir ātrdarbība, kas dod iespēju veikt reāla laika temperatūras mērījumus un to dinamiku sagataves kausēšanas un kristālaudzēšanas eksperimentos.
  • Iekārta ir nokomplektēta ar digitālo mikrometrisko sliedi un devēju D1CO-32-0042 ar vadības bloku Mechatronic systems EL402-L karietes vertikālās virzības kontrolei.
  • Iekārta sagatavota saavstarpējo saišu organizēšanai.
  • Darbība 4.1. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstakļus un uzlabotu teorētisko modeli tā pielietošanai germānija gadijumā augsttemperatūras apstākļos
  • Veikti pirmie daļēji veiksmīgie eksperimenti ar alvu un notiek korektīvā darbība, lai novērstu alvas mēra radītās problēmas dzesēšanas procesā. Notiek aktīva datu apmaiņa un konsultācijas starp projekta pētniekiem, lai precizētu tālāko teorētisko aprēķinu veikšanu un teorētiskā modeļa parametrus.
  • Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija
  • Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi
  • Sestā ceturkšņa laikā ir inventarizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta un apstiprināta piektā perioda atskaite MP5. Noorganizēta 6. Projekta padomes sēde (29.09.2022.), zinātniskie kolokviji (Nr.16 - 19. - attiecīgi), 15.07., 28.07., 02.08. un 16.08.; kopā 4 kolokviji.
  • LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 6.periodu.
  • 6. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 14.10.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.3
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 3.
(01.10.2021. - 31.12.2021.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

• Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana
  • Apakšdarbība 2.1. literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas. Paveikts Darbībā 2 plānotais, bet līdz projekta beigām ir un būs svarīgi turpināt sekot līdzi pētniecībai kolēģu laboratorijām visā pasaulē, un sekot un analizēt jaunās publikācijas. Ir apkopoti aptuveni 100 literatūras avoti un detalizētāk analizēti vairāk par 30 (t.sk. vairāki patenti). Tā rezultātā ir papildināts attiecīgs agregēto un analītisko zināšanu kopums.
    
  • Paveiktais ir apspriests un attiecīgi konspektīvi dokumentēts regulāro zinātnisko semināru protokolos. Tas ir rosinājis precizēt detaļas eksperimentu plānos Darbībā 3 - 3. ceturkšņa darbu gaitā. Notiek publikācijās atrodamo alumīnija un silīcija MHD levitācijas datormodelēšanas eksperimentu pieredzes un datu piemērošana elektromagnētiskai (MHD) pseudo levitācijas datorsimulācijas eksperimentiem alvai un germānijam.
  • Veikta izpēte, un attiecīgi formulēti darba uzdevumi datorsimulācijas eksperimentiem
  • Darbībā 2 ir paredzēta iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs turpināsies līdz 2022.gada mart`a beigām un tad tiks optimizēts 2023.gadā. 3.ceturkšņa darbu gaitā uzkrātais zināšanu kopums tiks pielietots, domājot par izkausētās zonas magnetohidrodinamisko stabilitāti un ģeometriju gan alvas, gan germānija gadījumam reālā eksperimentā, ievērojot koncepteksperimenta rezultātus - ir veikts koncepteksperiments vienai no četrām rotējošo magnētisko lauku konfigurācijām, kura īstenošanas gaitā tika uzkrāts mērījumu un novērojumu kopums, kuru izmantojam, koriģējot zemtemperaturas eksperimentālās iekārtas konstrukcijas izveidi alvas kristālu audzēšanai un kuru izmantojam datorsimulācijas un laboratorijas tālāko eksperimentu optimizācijai un jauniem meklējumiem.
  • Darbība 3. zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)
  • Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.
  • 3. projekta ceturksnī ir pabeigta blokshēmas detaļu un to funkcionālo parametru precizēšana, izmantojot izgatavotos rasējumus un skices un veicot tajos attiecīgus paskaidrojumus un piezīmes. Paralēli tam ir izstrādātas skices un rasējumi papīra formātā; ievērojot veiktās korekcijas tās tiek digitalizētas mašīncentru formātā.
  • Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana
  • 3. projekta ceturksnī projekta komanda strādāja pie ģeneratora izveides, detaļu montāžas alvas kristālu audzēšanai. Paralēli notiek eksperimentāli pētījumi jaudas paaugstināšanai, apzinot nepieciešamo elementu bāzi augsttemperatūras variantam. Tika strādāts pie hidraulikas bloka. Karietes vertikālās kustības nodrošina hidraulisks cilindrs ar divu (ātrā un lēnā) hidraulisko sūkņu ar attiecīgu dzinēju (elektromotors ar 1,5 līdz 2,2KW un soļu dzinējs).

Apakšdarbības 3.3.-3.5. tiks īstenotas saskaņā ar projekta detalizēto plānu

Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija

Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi

Trešajā ceturkšņa laikā ir precizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta otrā perioda atskaite MP2, pieteikti divi avansu pieprasījumi (AM4 un AM5). Noorganizēta 3. Projekta padomes sēde (28.12.2021.), Projekta vadības grupas 3.sēde (30.11.2021. kopā ar zin.kolokviju Nr.11), zinātniskie kolokviji (Nr.7 – 12.10., Nr.8 – 26.10., Nr.9. – 09.11, Nr.10. – 23.11.), kopā 5 kolokviji.

LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 2.periodu.

3. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā un kontaktos ar partneriem, projekta komandu kurās apspriesti: aktuāli projekta realizēšanas inženiertehniskie jautājumi; metodiku uzlabošana; darbs pie disertācijām.

Pēdējās izmaiņas veiktas 10.01.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.4
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 4.
(01.01.2022. - 31.03.2022.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

• Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana
  • Apakšdarbība 2.1. literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas. Paveikts Darbībā 2 plānotais, bet līdz projekta beigām ir un būs svarīgi turpināt sekot līdzi pētniecībai kolēģu laboratorijās visā pasaulē, studēt zinātnisko literatūru, pētot nianses, un īpaši sekot jaunākiem ziņojumiem konferencēs un analizēt jaunās publikācijas. Ir apzināti aptuveni 100 literatūras avoti un detaļas analizēti vismaz 30 darbi (t.sk. vairāki patenti). Tā rezultātā ir papildināts attiecīgs agregēto un analītisko zināšanu kopums.
    
  • Sākta Darbības 2 atskaites sagatavošanas. Darbs ar literatūru rāda ka projekta TĒMA ir savlaicīga un tajā sāk darbu citas grupas Eiropā. To apliecina publikācija, kura nāca atklātībā pagājušā gada beigās: “J.P.Witteveen, R.van Gastel, A.van Houselt, H.J.W.Zandvliet. 3D modeling of electromagnetic leviations coils. Curerent Applied Physics 32 (2021) 45-49. Inst. For Nanotechnology, University of Twente, Netherlands”.Šis darbs atļauj salīdzināt mūsu atradumus ar kolēģu veikumu un arī rāda, ka ir aktuāli nodibināt kontaktus un apmeklēt kolēģus papildinot jau plānoto vizīti uz Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) in Berlin-Adlershof ar braucienu uz Twentes Univeristāti lai tiktos ar šīs grupas kolēģiem, kuri darbu ir sākuši tika dažus gadus atpakaļ. Tā ir laba iespēja, kura nosacīti mazina kaitējumu, ko ir radījis Krievijas iebrukums Ukrainā padarot neiespējamu mūsu grupas vizīti un zinātnisko darbu Harkovā Scintilācijas Materiālu Institūta Kristālu audzēšanas departamentā (http://www.isma.kharkov.ua/en/dep-2302).
  • Veikta izpēte, un attiecīgi formulēti darba uzdevumi datorsimulācijas eksperimentiem
  • Darbībā 2 ir paredzēta iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs tiks optimizēts 2023.gadā. 4.ceturkšņa darbu gaitā uzkrātais zināšanu kopums tiks pielietots, meklējot izkausētās zonas magnetohidrodinamisko stabilitātes nosacījumus un optimālu ģeometriju gan alvas, gan germānija gadījumam reālā eksperimentā, ievērojot koncepteksperimenta rezultātus. Šobrīd ir veikts koncepteksperiments vienai no četrām rotējošo magnētisko lauku konfigurācijām, kura īstenošanas gaitā tika uzkrāts mērījumu un novērojumu kopums, kuru izmantojam, koriģējot zemtemperaturas eksperimentālās iekārtas konstrukcijas izveidi alvas kristālu audzēšanai un datorsimulācijas un laboratorijas tālāko eksperimentu optimizācijai un jauniem meklējumiem.
  • Ir notikusi attālināta uzstāšanās ar videoprezentāciju'' Metal and Semiconductor levitation research using induction coils'' LU 80. Zinātniskās konferences NZP FOTONIKA-LV sekcijas plenārsēdē “Quntum and Nonlinear Optics''.
  • Darbība 3. zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai
    (300°C, atmosfēra)
  • Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.
  • 4. projekta ceturksnī ir pabeigti visi nepieciešamie rasējumi, skices un izstrādātas to digitālās versijas. Pārbaudīta detaļu un komponenšu funkcionalitāte. Sākta nepieciešamo detaļu izgatavošana. Notiek izgatavošanas procesa uzraudzība. Realizējot plānoto iepirkumu plānu, iegādāta datu glābāšanas sistēma Synology un iegādāta augstemperatūras infrasarkanā videokamera kristālu augšanas procesu dinamikas dokumentēšanai.
  • Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana
  • 4. projekta ceturksnī projekta komanda strādāja pie ģeneratora izveides. Paralēli notiek eksperimentāli pētījumi jaudas paaugstināšanai, apzinot nepieciešamo elementu bāzi augsttemperatūras variantam. Tika strādāts pie hidraulikas bloka. Karietes vertikālās kustības nodrošina hidraulisks cilindrs ar divu (ātrā un lēnā) hidraulisko sūkņu ar attiecīgu dzinēju (elektromotors ar 1,5 līdz 2,2KW un soļu dzinējs).
  • Balstoties uz koncepteksperimentos iegūtajiem datiem, kuri tika prezentēti minētajā LU 2022.gada konferencē redzams, ka pretvijuma koncepcija nemodificētā veidā ir kontraversāla sakarā ar kausēšanas un levitācijas vietu telpisku nesakritību.Nepieciešams turpināt pētījumus, meklējot un pārbaudot citas kausējumu zonas noturēšanas metodes un principus.
  • Apakšdarbības 3.3.-3.5. tiks īstenotas saskaņā ar projekta detalizēto plānu.
  • Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstakļus un uzlabotu teorētisko modeli tā pielietošanai germānija gadijumā augstemperatūras apstākļos
  • Darbība tiks sākta saskaņā ar plānu.
  • Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija
  • Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi
  • Ceturtā ceturkšņa laikā ir precizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta trešā perioda atskaite MP3, saņemtas datu sistēmas un termofotokameras piegādes atbilstoši iepirkumiem. Noorganizēta 4. Projekta padomes sēde (28.03.2022.), zinātniskais kolokvijs (Nr.12. – 27.01.), kopā 1 kolokvijs
  • LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 3.periodu. 4. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu.

Pēdējās izmaiņas veiktas 31.03.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.5
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 5.
(01.04.2022. - 30.06.2022.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

• Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana
  • Apakšdarbība 2.1. literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas. Paveikts Darbībā 2 plānotais, bet līdz projekta beigām ir un būs svarīgi turpināt sekot līdzi pētniecībai kolēģu laboratorijās visā pasaulē, studēt zinātnisko literatūru, pētot nianses, un īpaši sekot jaunākiem ziņojumiem konferencēs un analizēt jaunās publikācijas. Ir apzināti aptuveni 100 literatūras avoti un detaļas analizēti vismaz 30 darbi (t.sk. vairāki patenti). Tā rezultātā ir papildināts attiecīgs agregēto un analītisko zināšanu kopums. Jāatzīmē, ka projekta problēmas aktualitāti apstiprina aizvien jaunu publikāciju parādīšanās. Piemēram, 2021.gada rudenī parādījās Twentes universitātes zinātnieku grupas publikācijas. Projekta grupa studēja šos darbus un apmeklēja Twenti 2022.gada jūnija sākumā.
    
  • Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.
  • Veikta izpēte, un attiecīgi formulēti darba uzdevumi datorsimulācijas eksperimentiem
  • Darbībā 2 ir paredzēta iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs tiks optimizēts 2023.gadā.
  • Darbība 3. zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai
    (300°C, atmosfēra)
  • Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.
  • 5. projekta ceturksnī ir pabeigti visi nepieciešamie rasējumi, skices un izstrādātas to digitālās versijas. Pārbaudīta detaļu un komponenšu funkcionalitāte. Sākta nepieciešamo detaļu izgatavošana. Notiek izgatavošanas procesa uzraudzība.
  • Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana
  • 5. projekta ceturksnī projekta komanda strādāja pie ģeneratora izveides. Paralēli notiek eksperimentāli pētījumi jaudas paaugstināšanai, apzinot nepieciešamo elementu bāzi augsttemperatūras variantam. Tika strādāts pie hidraulikas bloka. Karietes vertikālās kustības nodrošina hidraulisks cilindrs ar divu (ātrā un lēnā) hidraulisko sūkņu ar attiecīgu dzinēju (elektromotors ar 1,5 līdz 2,2KW un soļu dzinējs).
  • Balstoties uz koncepteksperimentos iegūtajiem datiem, kuri tika prezentēti minētajā LU 2022.gada konferencē redzams, ka pretvijuma koncepcija nemodificētā veidā ir kontraversāla sakarā ar kausēšanas un levitācijas vietu telpisku nesakritību.Nepieciešams turpināt pētījumus, meklējot un pārbaudot citas kausējumu zonas noturēšanas metodes un principus
  • Apakšdarbība 3.3. Kristālu audzēšanas iekārtas elektrisko shēmu un eletronikas bloku montāža zemtemperaturas kristālaudzešanas iekārta. Notiek shemu montāža un attiecīga eksperimentāla testēšana.
  • Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstakļus un uzlabotu teorētisko modeli tā pielietošanai germānija gadijumā augstemperatūras apstākļos
  • Darbība tiks sākta 2022.gada 1.jūlijā
  • Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija
  • Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi
  • Ceturtā ceturkšņa laikā ir precizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta trešā perioda atskaite MP3, saņemtas datu sistēmas un termofotokameras piegādes atbilstoši iepirkumiem. Noorganizēta 5. Projekta padomes sēde (28.06.2022.), zinātniskie kolokviji (Nr.13 - 15. – attiecīgi), 21.04., 24.05., 02.06.; kopā 3 kolokviji
  • LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 4.periodu.
  • 5. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 30.06.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.6
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 6.
(01.07.2022. - 30.09.2022.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

• Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:
  • Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinatu projekta merķu sasniegšanu. Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.
  • Darbība 2. MHD datormodelēšana
  • Apakšdarbība 2.1. literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.
  • Darbībā 2 ir paredzēta iegūto datu kopu un zināšanu izmantošana, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs tiks optimizēts 2023.gadā.
  • Darbība 3. zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)
  • Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.
  • 6. projekta ceturksnī tika strādāts pie nepieciešamo rasējumu un skiču kopuma un turpināta to uzlabošana. Vajadzība pēc uzlabojumiem radās analizējot pirmo koncepteksperimentu rezultātus, kuri tika veikti sakarā ar gatavošanos darba sarunām komandējumos Berlīnē -19.- 22. maijā un Tventē -29.maijs-1.jūnijs (The Leibniz-Institut für Kristallzüchtung, German for Leibniz Institute for Crystal Growth un Institute for Nanotechnology). Par tiem tika ziņots (prezentācija) un diskutēts projekta kolokvijos (ZK-14 24.05. un ZK-15 attiecīgi 02.06.) un tika ziņots Projekta padomei (5.sēdē 30.06.22.). Darba sarunās ar kolēģiem Berlīnē un iepazīstoties ar viņu eksperimentālo aprīkojumu tika diskutēta mūsu plānotās eksperimentālas iekārtas konstrukcija un darbināšanas režīmi. Īpaši lietderīga bija domu apmaiņa par iekārtas jaudas elektroniku, kuras rezultātā tika secināts, ka ir vajadzīga optimizācija. Berlīnes kolēģu pieredze ģermānija kristālu audzēšanā rādīja, ka ir lietderīgi palielināt ģeneratora takta frekvenci ejot no tās nominālās vērtības uz maksimāli iespējamo. Tas prasīja atsevišķu ģeneratora bloku elektronisko shēmu izmaiņas un izmaiņas bloku ģeometrijā. Darba sarunās ar kolēģiem Tventē analizējām mūsu iekārtas induktoru ģeometriju un iepazināmies ar viņu iekārtām. Salīdzinošā analīze rādīja, ka visoptimālāk ir strādāt ar vijumu un pretvijuma attiecību 1:3.
  • Komandējuma zinātniskais rezultāts - skaidri redzamas vajadzības pēc jauninājumiem mūsu iekārtas konstrukcijā, kuras tika attiecīgi iestrādātas rasējumu un skiču kopuma detalizācijā un to digitālās versijās. Šis darbs tika veikts apakšdabības 3.1. pagarinājumā.
  • Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana.
  • 6. projekta ceturksnī, izmantojot apakšdarbībā sagatavoto tehnisko dokumentāciju izgatavotas:
    • Divas modificētas karietes ar apsaistes aprīkojumu;
    • Vadīkla ar pēdu;
    • Elektronikas iekārtu turētājs;
    • Jaudas elektronikas ūdens dzesēšanas sistēmas;
    • 5 dažādas konfigurācijas induktori;
    • Optimizējot, t.i.meklējot labākos risinājumus secīgi divas mērgalvas (Pirmā versija paredzēta tikai divu parametru mērīšanai nespējot korekti izskaidrot pirmo mēījumu rezultātus -t.i.spēka un enerģijas apsorbcijas joslu nesakritību radās nepieciešamība sinhroni mērīt arī citus elektromagnētiskā lauka parametrus.Vajadzēja izgatavot labāku mērgalvu)
    • Induktorā ievietotā parauga temperatūras mērījumu digitālai apstrādei tika uzstādīts datu logeris PICO USB-TC-08 ar datoru un uzrakstīta datu apstrādes programma;
    • Hidrauliskā sistēma (Abu kariešu vertikālās kustības nodrošina hidrauliskie cilindri. Karietes lēno kustību, sākot ar 0,5 mm/h ,procesā nodrošina plunžertipa hidrauliskais sūknis ar soļu dzinēja piedziņu. Karietes ātru pārvietošanu nodrošina hidrauliskā stacija ar 2.2 kWt motoru).
  • Pārskata periodā tika sākta jaunas zinātniskās publikācijas plānošana žurnālā Journal of Physics D: Applied Physics, https://publishingsupport.iopscience.iop.org/journals/journal-of-physics-dapplied-physics/ . Raksta nosaukums (pagaidu variants): Elektromagnētiskā lauka, parauga silšanas un iedarbības spēka maksimumu aksiālās nobīdes efekti induktorā ar pretvijumu (The effect of peak displacement for axial components of electromagnetic field, sample heating and acting force inside an inductor with a counter-turn.)
  • Apakšdarbība 3.3. Kristālu audzēšanas iekārtas elektrisko shēmu un eletronikas bloku montāža zemtemperaturas kristālaudzešanas iekārta.
  • Elektriskās un elektroniskās shēmas samontētas saskaņā ar rasējumiem un koriģētajiem bloku un elementu aprakstiem. Tika veikta indukcijas jaudas ģeneratora zemtemperatūras versijas „Portable Electric Induction Heat Maschine” modificēšana levitācijas un kvazilevitācijas eksperimentu veikšanai: izmainot dzesēšanas un sildīšanas sistēmas; induktora konfigurāciju; tika iebūvēta induktora barošanas ķēdes elektronisko trokšņu filtri; būtiski uzlabota rezonanses slēgumu izolācija – caursites drošība. Paveiktā darba rezultātā indukcijas ģeneratora raksturlielumi atbilst projekta uzdevumu veikšanai un tā izmantošanai zemtemperatūras kristālu audzēšanas eksperimentiem.
  • Eksperimentu gaitā daudzkārtīgi tika veiktas kontroles un kvalitātes testus sērijas ar attiecīgiem protokoliem datu bāzes failā „testa eksperimenti”.
  • Lai nodrošinātu iekārtas operatoru vispārējo elektrisko drošību, mēriekārtu aizsardzību pret statistisko lādiņiem un to izlādēm un radikāli palielinātu elektromagnētiskā lauka ekranēšanas efektivitāti tika izplānota un ierīkota neatkarīga zemējumu sistēma visiem elektrisko ķēžu elementiem.
  • Paveiktā rezultātā iekārta tika pasargāta no nevajadzīgiem elektriskiem traucējumiem un bija iespējams izmantot sērijveida temperatūras datu logeri PICO USB-TC-08 pieslēgtu pie mērīšanas galvas K tipa termopāriem un inkorporētu procesu vadības datorsistēmā. Svarīgs logera PICO USB- TC-08 raksturlielums ir ātrdarbība, kas dod iespēju veikt reāla laika temperatūras mērījumus un to dinamiku sagataves kausēšanas un kristālaudzēšanas eksperimentos.
  • Iekārta ir nokomplektēta ar digitālo mikrometrisko sliedi un devēju D1CO-32-0042 ar vadības bloku Mechatronic systems EL402-L karietes vertikālās virzības kontrolei.
  • Iekārta sagatavota saavstarpējo saišu organizēšanai.
  • Darbība 4.1. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstakļus un uzlabotu teorētisko modeli tā pielietošanai germānija gadijumā augsttemperatūras apstākļos
  • Veikti pirmie daļēji veiksmīgie eksperimenti ar alvu un notiek korektīvā darbība, lai novērstu alvas mēra radītās problēmas dzesēšanas procesā. Notiek aktīva datu apmaiņa un konsultācijas starp projekta pētniekiem, lai precizētu tālāko teorētisko aprēķinu veikšanu un teorētiskā modeļa parametrus.
  • Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija
  • Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi
  • Sestā ceturkšņa laikā ir inventarizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta un apstiprināta piektā perioda atskaite MP5. Noorganizēta 6. Projekta padomes sēde (29.09.2022.), zinātniskie kolokviji (Nr.16 - 19. - attiecīgi), 15.07., 28.07., 02.08. un 16.08.; kopā 4 kolokviji.
  • LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 6.periodu.
  • 6. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 14.10.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.7
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 7.
(01.10.2022. - 31.12.2022.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:

Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu

Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.

Darbība 2. MHD datormodelēšana, literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.

Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.

Darbība 2 turpinājās darbs ar iegūto datu kopu un zināšanu izmantošanu, izvēloties izkausētai zonai magnetohidrodinamiskās stabilitātes nosacījumus. Šis darbs tiks optimizēts 2023.gadā. Projekta 7. ceturksnī tika turpināti EML spoles EM lauka, spēku lauka un Džoula silšanas lauka mērījumi, kā arī tika izveidots mērītās EML spoles 3D modelis. Šos datus varēs izmantot MHD procesu datormodelēšanas optimizācijai..

Darbība 3. Zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)

Apakšdarbība 3.1. Zemtemperatūras iekārtas rasējumu un skiču detalizācija.

Projekta 6. ceturksnī veikto mērījumu (EM lauka, spēku lauka un Džoula silšanas lauka mērījumi EML spolē) rezultātā tika konstatēta nepieciešamība vienlaicīgi mērīt gan aksiālo, gan radiālo EM lauka komponenti. Līdz šim izmantotās mērgalvas (Nr.1 un Nr.2) spēja mērīt tikai aksiālo EM lauka komponenti. Projekta 7. ceturksnī tika izstrādāti rasējumi divām jaunām mērgalvām (Nr.3 un Nr.4), kuras ir uzlabotas ar iespēju mērīt arī EM lauka radiālo komponenti. Atšķirība starp mērgalvām Nr.3 un Nr.4 ir tajā, ka 4. mērgalva ir paredzēta mazāka diametra paraugu pētīšanai. Mērgalvu rasējumi tika izgatavoti gan papīra, gan digitālā formātā un tiks izmantoti publikācijas manuskripta veidošanā, eksperimentālā apraksta nodaļā. Par jaunajām mērgalvām un ar tām iegūtajiem rezultātiem tika ziņots (prezentācija) un diskutēts projekta kolokvijos (ZK-20 18.10. un ZK-21 attiecīgi 25.10.) un tika ziņots Projekta padomei (7. sēdē 27.12.22.).

Apakšdarbība 3.2. Eksperimentālās iekārtas mehānisko daļu un sistēmu izgatavošana.

Projekta 7. ceturksnī, saskaņā ar apakšdarbībā 3.1. izstrādātajiem rasējumiem, tika izgatavotas divas jaunas mērgalvas (Nr.3 un Nr.4), kas tika izmantotas Darbībā 2 pieminētajos mērījumos. Pārskata periodā tika sagatavots un noformēts publikācijas manuskripta teksts, kuru pēc “proofreading” procedūras ir plānots iesniegt žurnālā Journal of Physics D: Applied Physics, https://publishingsupport.iopscience.iop.org/journals/journal-of-physics-d-applied-physics/. . Publikācijas nosaukums tika nomainīts uz “Experimental discovery of the effect of peak axial displacement for lifting force, Joule heating and axial/radial components of EM field inside an electromagnetic levitation coil.” (no “The effect of peak displacement for axial components of electromagnetic field, sample heating and acting force inside an inductor with a counter-turn”).

Apakšdarbība 3.3. Kristālu audzēšanas iekārtas elektrisko shēmu un eletronikas bloku montāža zemtemperaturas kristālaudzēšanas iekārtai.

Zemtemperatūras iekārtas vadības bloka izveidei tika sagatavotas un atbilstoši saslēgtas kopā sekojošas komponentes: temperatūras vadības bloks, daudzkanālu oscilogrāfs elektromagnētiskā lauka kontrolei un vadībai, daudzkanālu (24) rūteris ar optisko interneta pieslēgumu iekārtu komunikācijai, iekārtas vadības monitors, jaudas ģeneratora un vakuumsistēmas-gāzu vadības sistēma, vakuumsūknis “Edward”, temperatūras daudzkanālu logeris.

Apakšdarbība 3.4. Iekartā inkorporēta datu apstrādes un vadības bloka izveide ar attiecīgu “hardware” un “software” nodrošinājumu un iekārtas funkcionalitātes pārbaude. Kļūdu un paviršību tests.

Zemtemperatūras iekārtas vadības blokam tika izveidota programmatūra, kas ļauj automātiski kontrolēt alvas parauga pozīciju spolē un spolei padoto spriegumu, balstoties uz programmā ievadītajiem parametriem - parauga kušanas temperatūras un citām fizikālajām īpašībām. Tika pārbaudīta hidrauliskās mikropadeves soļu dzinēja darbība, un tika konstatēta tā darbības atbilstība programmatūrā uzdotajiem parametriem.

Apakšdarbība 3.5. Darbam gatava alvas kristalu audzēšanas iekārta un attiecīga dokumentu failu kopa.

Zemtemperatūras iekārta ir nokomplektēta un ir gatava darbam. Ir uzsākti pirmie alvas kristālu audzēšanas eksperimenti. Zemtemperatūras iekārtai ir uzrakstīta iekšējai lietošanai paredzēta lietotāja instrukcija, kas apraksta iekārtas ieslēgšanas, darba un izslēgšanas procedūras, kā arī iekārtas apkopes procesu un vispārējos darba drošības noteikumus strādājot ar iekārtu.

Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstakļus un uzlabotu teoretisko modeli tā pielietošanai germānija gadijumā augstemperatūras apstākļos

Pirmajos iekārtas izmēģinājuma rezultātos ir izaudzēti aptuveni 35 mm gari un 15 mm plati alvas kristāli. Grūtības sagādā alvas blīvums (par 37% augstāks nekā germānijam), kas ierobežo masas apjomu, ko ir iespējams pacelt EM levitācijas režīmā. Vēl viens faktors, kas šobrīd ierobežo EM levitācijā maksimāli paceļamo materiāla apjomu, ir mūsu pētījumos novērotā nobīde starp levitācijas zonu un parauga silšanas maksimumu (paraugs visvairāk silst zem tās vietas, kur levitē), kas izraisa izkusušā parauga nestabilitāti un izlīšanu no spoles. Šis efekts ir jāpēta un jāņem vērā EM levitācijas spoļu dizainā. Ir cerības, ka tas ļaus palielināt levitējamo paraugu masu un audzēt lielāka izmēra augstas kvalitātes kristālus.

Darbība 5. Augsttemperatūras germānija kristālu audzēšanas eksperimentālās iekārtas izveide un komplektācija (līdz 1000°C, vakuumā vai inertu gāzu atmosfērā).

Apakšarbība 5.1. Zemtemperatūras iekārtas konstrukcijas analīze un tehniskās dokumentācijas sagatavošana tas pārveidei darbam augsttemperaturas režīmā.

Projekta 7. ceturksnī ir uzsākta rasējumu un blokshēmu papildināšana sekojošām sistēmām, kas nepieciešamas augsttemperatūras iekārtas izveidei:

• Vaukuumsistēmas un gāzu piegādes sistēmas;
• Modificēta hidrauliskā sistēma, ar pielāgotām karietēm.

Apakšdarbība 5.2. Augsttemperaturas iekartas mehānisko sastāvdaļu izgatavošana atbilstoši koncepcijai un tehniskajai dokumentācijai.

Paralēli 5.1. apakšdarbībā pieminēto sistēmu plānošanai tiek veikta gatavošanās šo sistēmu izgatavošanai - materiālu meklēšana, detaļu izveide.

Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija.

Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi.

Septītā ceturkšņa laikā ir aktualizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta sestā perioda atskaite MP6. Noorganizēta 7. Projekta padomes sēde (27.12.2022.), zinātniskie kolokviji (Nr.20 - 21. – attiecīgi), 18.10 un 25.10.; kopā 2 kolokviji.

LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 7.periodu.

7. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 30.12.2022.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.8
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 8.
(01.01.2023 - 31.03.2023)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 1013 germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:

Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu

Paveikts Darbībā 1. plānotais un pabeigta satura atskaites izstrāde par Darbības 1 izpildi.

Darbība 2. MHD datormodelēšana, literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.

Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.

Darbība 3. Zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai

(300°C, atmosfēra)

Paveikts Darbībā 3. plānotais un pabeigta satura atskaišu izstrāde par Darbību 3.1, 3.2., 3.3., 3.4. un

3.5. izpildi.

Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstākļus un uzlabotu teoretisko modeli tā pielietošanai germānija gadījumā augstemperatūras apstākļos

Projekta 8 ceturksnī veikti eksperimenti ar dažādām induktoru (EML spoļu) ģeometrijām. Darbībā 2 aprakstītās teorētisko modeļu verifikācijas gaitā tika izgatavotas 2 jaunas mērgalvas (Nr. 5 un Nr. 6), kas paredzētas lodveida paraugu mērīšanai (mērgalvas Nr. 1-4 mērīja cilindriskas formas paraugus). Iegūtos datus ir plānots izmantot jaunas zinātniskās publikācijas sagatavošanā.

Darbībā 4 tika precizēti nosacījumi, lai iegūtu stabilitāti izkausētai zonai magnetohidrodinamikas apstākļos. Projekta 8. ceturksnī tika veikti eksperimenti zinātniskajā literatūrā aprakstītu simulāciju (Nycz, B.; Malinski, L.; Przylucki, R. (2021) Influence of Selected Model Parameters on the Electromagnetic Levitation Melting Efficiency. Appl. Sci. 11, 3827.

https://doi.org/10.3390/app11093827) verifikācijai, kuru rezultātā tika konstatētas neatbilstības starp teorētiski aprēķināto un praktiski izmērīto levitācijas zonu novietojumu. Izmantojot eksperimentālos datus ir plānots veikt teorētiskā modeļa korekciju/optimizāciju.

Paveikts Darbībā 4 plānotais un sagatavošanā satura atskaite par Darbības 4 izpildi.

Darbība 5. Augsttemperatūras germānija kristālu audzēšanas eksperimentālās iekārtas izveide un komplektācija. (līdz 1000°C, vakuumā vai inertu gāzu atmosfērā)

Apakšarbība 5.1. Zemtemperatūras iekārtas konstrukcijas analīze un tehniskās dokumentācijas sagatavošana tas pārveidei darbam augsttemperaturas režīmā.

Paveikts Darbībā 5.1. plānotais un sagatavošanā satura atskaite par Darbības 5.1. izpildi.

Apakšdarbība 5.2. Augsttemperatūras iekārtas mehānisko sastāvdaļu izgatavošana atbilstoši koncepcijai un tehniskajai dokumentācijai.

Projekta 8. ceturksnī, saskaņā ar apakšdarbībā 5.1. izstrādāto tehnisko dokumentāciju ir izgatavotas augstemperatūras iekārtas montāžāi paredzētās detaļas. Sākts darbs pie satura atskaites 5.2. izstrādes.

Apakšdarbība 5.3. Ge kristālu audzēšanas kvarca vakuuma kameras izgatavošana un tās savietošana ar kristālu audzēšanas iekārtu un tās dzesēšanas un tīru gāzu padeves sistēmām.

Projekta 8. ceturksnī ir konstruēti un izstrādāti kvarca vakuuma kameras adaptācijas mezgli, ir sagādāti materiāli kvarca vakuum kameras izgatavošanai. 9 ceturkšņa sākumā tiks sagatavots tehniskais uzdevums kvarca laboratorijai vakuuma kameras izgatavošanai lai uz 9. ceturkšņa beigām tā būtu uzstādāma augstemperatūras iekārtā.

Apakšdarbība 5.4. Jaudīga specifiska EM starojuma ģeneratoru bloka (vismaz 2, bet sagaidāms, ka vairāki ģeneratori) konstruēšana un izgatavošana komplektā ar vajadzīgajām papildus ierīcēm.

Lai maksimāli efektīvi izmantotu projektam atvēlēto laiku un resursus, nolēmām no Berlīnes Maksa Planka institūta dāvinātā ģeneratora bloka atjaunošanas darbiem atteikties. Projekta 8. ceturksnī ir pasūtīta jauna indukcijas krāsns (30 kW, 100 kHz), kas tiks modificēta mūsu eksperimentālās iekārtas vajadzībām. Dāvinātā ģeneratoru bloka shematika tiek analizēta, lai iegūtu jaunās indukcijas krāsns funkcionālu modifikāciju atbilstoši eksperimenta prasībām.

Apakšdarbība 6. Ge kristalu audzešana notiks zema spiediena ūdeņraža atmosfera. Tiks veikta eksperimentu sērija pie:

• dažādām EM lauka un induktoru konfigurācijām; un

• dažādiem kristālu audzēšanas ātrumiem attiecīgi mainot karietes kustības ātrumu, kurš ir saistits ar kristāla izmēriem.

Sākta darbības darbu plānošana.

Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija

Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi

Astotā ceturkšņa laikā ir inventarizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta septītā perioda atskaite MP7. Noorganizēti zinātniskie kolokviji (Nr.22 - 23. – attiecīgi), 31.01 un 14.03.; kopā 2 kolokviji.

LU ERAF projekta mājas lapā un Rīgas Fotonikas centra mājas lapā izvietota atskaite par 7.periodu.

8. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 12.04.2023.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.9
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 9.
(01.04.2023 - 30.06.2023)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:

Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu

Paveikts Darbībā 1 plānotais. Ir izstrādāta satura atskaites par Darbības 1 izpildi, kas tiks papildināta un uzlabota projekta beigās. Vidusposma ekspertu vērtējums un ieteikumi sekmēja darba plāna atkārtotu izvērtēšanu, lai novērstu no mums neatkarīgu apstākļu radītos kavējumus un precizētu zinātniskā darba un eksperimentu programmu sakarā jaunatklātiem efektiem levitācijas procesa mehānismā pateicoties ļoti cītīgi veiktiem un vairakkārt atkārtotiem eksperimentiem. Plānu precizēšana nodrošinās tālāko darba raitāku norisi.

Darbība 2. MHD datormodelēšana, literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.

Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.

Darbība 3. Zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)

Paveikts Darbībā 3 Plānotais. Pabeigta satura atskaišu izstrāde par Darbību 3.1, 3.2., 3.3., 3.4. un 3.5. izpildi.

Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstākļus un uzlabotu teoretisko modeli tā pielietošanai germānija gadījumā augstemperatūras apstākļos

Paveikts Darbībā 4 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 4 izpildi.

Darbība 5. Augsttemperatūras germānija kristālu audzēšanas eksperimentālās iekārtas izveide un komplektācija. (līdz 1000°C, vakuumā vai inertu gāzu atmosfērā)

Apakšarbība 5.1. Zemtemperatūras iekārtas konstrukcijas analīze un tehniskās dokumentācijas sagatavošana tas pārveidei darbam augsttemperaturas režīmā.

Paveikts Darbībā 5.1 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.1 izpildi.

Apakšdarbība 5.2. Augsttemperatūras iekārtas mehānisko sastāvdaļu izgatavošana atbilstoši koncepcijai un tehniskajai dokumentācijai.

Projekta 9. ceturksnī, saskaņā ar apakšdarbībā 5.1 izstrādāto tehnisko dokumentāciju ir izgatavotas augstemperatūras iekārtas montāžai paredzētās detaļas - vītnes stienis ar pretberzes uzgaļiem, teflona kariete, nerūsējošā tērauda vadīklas stienis ar pozicionēšanas sistēmu, kas ļauj to precīzi novietot paralēli vītnes stienim. Pielāgots soļu dzinējs ar pārnesumu 1:5,6 un zobsiksnas pievadu. Iepriekšminētās detaļas ir izgatavotas divos eksemplāros un nostiprinātas uz vertikālas platformas ar atsevišķu div-dimensiju pozicionēšanas sistēmu.

Paveikts Darbībā 5.2 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.2 izpildi.

Apakšdarbība 5.3. Ge kristālu audzēšanas kvarca vakuuma kameras izgatavošana un tās savietošana ar kristālu audzēšanas iekārtu un tās dzesēšanas un tīru gāzu padeves sistēmām.

Gāzu padeves sistēmai ir izgatavots bloks ar ventiļiem un cauruļvadiem. Ir izplānota un laboratorijas apstākļos izgatavota kausēta kvarca (silīcija stikla) vakuuma kamera. Izplānota un izgatavota kvarca kameras galva ar attiecīgajiem vadības stieņu ievadiem un izvadiem, kā arī vakuuma sistēmas pieslēgumu.

Paveikts Darbībā 5.3 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.3 izpildi.

Apakšdarbība 5.4. Jaudīga specifiska EM starojuma ģeneratoru bloka (vismaz 2, bet sagaidāms, ka vairāki ģeneratori) konstruēšana un izgatavošana komplektā ar vajadzīgajām papildus ierīcēm.

Projekta 10. ceturkšņa sākumā tika nopirkta un tiks saņemta jaunā indukcijas krāsns (30 kW, 100 kHz), kas tiks modificēta eksperimentālās iekārtas vajadzībām Ge kristālu audzēšanai. Paralēli, laboratorijas apstākļos, notiek vācu ģeneratora atjaunināšana un alternatīva bloka projektēšanas darbi, lai nodrošinātu operatīvu plašumu jaunu pieeju pārbaudei vai īpašiem testa eksperimentiem.

Apakšdarbība 6. Ge kristālu audzēšana

Projekta 9. ceturksnī ir uzsākta detalizēta darbu plānošana Germānija kristālu audzēšanas sērijai pseidolevitācijas apstākļos balstoties uz inovatīviem atradumiem un ņemot vērā jaunatklātos efektus. Eksperimentu sērija tiks veikta ūdeņraža atmosfērā pie dažādām EM lauka un induktoru konfigurācijām, kā arī dažādiem kristālu audzēšanas ātrumiem attiecīgi mainot karietes kustības ātrumu, kas ietekmē izaudzēto kristālu izmērus.

Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija

Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi

Devītā ceturkšņa laikā ir inventarizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta un CFLA apstiprināta astotā perioda atskaite MP8. Zinātniskie kolokviji MP9 periodā nenotika. Noritēja divas Projekta Padomes sēdes (Nr. 8 - 04.05.23. un Nr. 9 - 30.06.23.).

Projekta ietvaros veikto pētījumu rezultāti tika prezentēti virknē konferenču – Photonics Riga 2023 (2023. gada 20-21 aprīlis, Rīga), Daugavpils Universitātes 65. starptautiskā zinātniskā konference (2023. gada 20-21. aprīlis, Daugavpils) un Measurement 2023 (2023. gada 29-31. maijs, Smolenice, Slovākija). Measurement 2023 konferences rakstu krājumā pieņemts īss zinātniskais raksts. Atsevišķs publikācijas manuskripts iesniegts un nosūtīts recenzentiem žurnālā “Journal of Physics D: Applied Physics”. Sagatavots 1 patenta formulas apraksts, pamatojums par Vidusposma ekspertu ieteikumu ievērošanu turpmākajā projekta īstenošanas gaitā.

Projekta komanda ir veikusi projekta rezultātu popularizāciju skolēniem paredzētā pasākuma LUNIVERSS (2023. gada 3-4. maijs) un skolēnu robotikas olimpiādes (2023. gada 13. maijs) ietvaros.

LU ERAF projekta mājas lapā, Rīgas Fotonikas centra un partneru mājas lapās izvietota atskaite par 9.periodu.

9. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Labs sasniegums ir tikšanās ar kolēģiem Polijā (Silesian University of Technology) “MEASUREMENT” konferences laikā Slovākijā 2023.maijā. Ir radusies abpusēja interese sadarbībai, kura var pavērt ceļus nākamiem projektiem virzoties uz TLR 6-7 līmeni un eventuālu komercializāciju ar lielu metalurģijas uzņēmumu iesaisti.

Pēdējās izmaiņas veiktas 30.06.2023.

Projekta Levitācija zinātnisko rezultātu pārskats Nr.10
Atskaites periods: projekta ceturksnis Nr. 10.
(01.07.2023. - 30.09.2023.)

Projekts: Nr. 1.1.1.1/20/A/070 “Nākamās paaudzes tehnoloģijas izstrāde augstas tīrības kristālu audzēšanā, izmantojot MHD pseido levitāciju”.

Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “AGL Technologies” un SIA “Cryogenic and Vacuum Systems”.

Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir pirmo reizi pasaulē pārbaudīt eksperimentāli nākamās paaudzes iekārtas koncepciju ultra augstas tīrības pakāpes germānija kristālu audzēšanai ar MHD levitācijas metodi pseidolevitācijas apstākļos (nākotnes vajadzības prasa tīrību viens svešais atoms uz 10¹³ germānija atomiem Ge kristālā) ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt, licencējot intelektuālo īpašumu.

Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā:

Darbība 1. Izstrādāt detalizētu projekta "Levitācija" darba plānu un ar to saistīto iepirkumu plānu, lai nodrošinātu projekta mērķu sasniegšanu

Paveikts Darbībā 1 plānotais. Ir izstrādāta satura atskaites par Darbības 1 izpildi, kas tiks papildināta un uzlabota projekta beigās.

Darbība 2. MHD datormodelēšana, literatūras un konferenču rakstu krājumu, pētījumu atskaišu studijas.

Sagatavota Darbības 2 atskaites literatūras pārskata daļa, kas tiks papildināta ar pabeigtu sadaļu par notikušajiem zinātniskajiem kolokvijiem.

Darbība 3. Zemtemperatūras eksperimentālas iekārtas izveide alvas kristālu audzēšanai (300°C, atmosfēra)

Paveikts Darbībā 3 Plānotais. Pabeigta satura atskaišu izstrāde par Darbību 3.1, 3.2., 3.3., 3.4. un 3.5. izpildi

Darbība 4. Alvas kristālu audzēšanas sērija, lai optimizētu eksperimenta apstākļus un uzlabotu teoretisko modeli tā pielietošanai germānija gadījumā augstemperatūras apstākļos

Paveikts Darbībā 4 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 4 izpildi.

Darbība 5. Augsttemperatūras germānija kristālu audzēšanas eksperimentālās iekārtas izveide un komplektācija. (līdz 1000°C, vakuumā vai inertu gāzu atmosfērā)

Paveikts Darbībā 5.1 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.1 izpildi.

Apakšdarbība 5.2. Augsttemperatūras iekārtas mehānisko sastāvdaļu izgatavošana atbilstoši koncepcijai un tehniskajai dokumentācijai.

Paveikts Darbībā 5.2 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.2 izpildi.

Apakšdarbība 5.3. Ge kristālu audzēšanas kvarca vakuuma kameras izgatavošana un tās savietošana ar kristālu audzēšanas iekārtu un tās dzesēšanas un tīru gāzu padeves sistēmām.

Paveikts Darbībā 5.3 plānotais un sagatavota satura atskaite par Darbības 5.3 izpildi.

Apakšdarbība 5.4. Jaudīga specifiska EM starojuma ģeneratoru bloka (vismaz 2, bet sagaidāms, ka vairāki ģeneratori) konstruēšana un izgatavošana komplektā ar vajadzīgajām papildus ierīcēm.

Ir saņemta 10. ceturkšņa sākumā iegādātā, jaunā indukcijas krāsns (30 kW, 100 kHz). Veicot testus un eksperimentus, izrādījās, ka indukcijas krāsnij (ģeneratora blokam) ir nepieciešams specializēts transformators, lai nodrošinātu paaugstinātu tukšgaitas strāvu EM levitācijas spolē. Transformators ir pasūtīts no jaunās indukcijas krāsns ražotāja Ķīnā, un to ir plānots saņemt 11. ceturkšņa sākumā. Tam būs nozīmīga loma noslēguma testos un eksperimentos.

Apakšdarbība 5.5. Ge kristālaudzēšanas augsttemperatūras iekārtas komplektācija un pilna procesa tests.

Saplānoti darbi un veikti sagatavošanas soļi. Ge kristālu audzēšanas iekārtas komplektācija un pilna procesa testi tiks veikti pēc iekārtas ģeneratora blokam paredzētā transformatora saņemšanas.

Darbība 6. Ge kristālu audzēšana.

Projekta 10. ceturksnī ir veikta Ge kristālu audzēšanas eksperimentu sērijas plānošana. Eksperimenti tiks praktiski uzsākti pēc kristālu audzēšanas iekārtai paredzētā transformatora saņemšanas.

Darbība 7. Projekta vadība un koordinācija

Apakšdarbība 7.1. Projekta menedžments iepirkumi un darba komandējumi

Desmitā ceturkšņa laikā ir inventarizēts detalizētais darba plāns, tas ietver arī sadarbības veidošanu ar projekta partneriem un darbu sadali. Precizēts iepirkuma plāns. Iesniegta un CFLA apstiprināta devīrtā perioda atskaite MP9. Zinātniskie kolokviji MP10 periodā nenotika. Noritēja viena Projekta Padomes sēde (Nr. 10 - 29.09.23.).

Apakšdarbība 7.2. "Know-how" un intelektuālā īpašuma aizsardzība. Risku menedžments.

Desmitā ceturkšņa laikā noritēja darbs un eksperimenti pie divu patentu un viena “know-how” pieteikumiem. Viens no patentiem ir iesniegts LU Zināšanu un tehnoloģiju pārneses centrā. Turpinās darbs pie otrā patenta pieteikuma teksta izstrādes un “know-how” jeb zinātības apraksta izstrādes. “Know-how” pieteikumu šī gada laikā ir paredzēts izsolīt publiskā izsolē.

Apakšdarbība 7.3. Publikācijas, ziņojumi konferencēs, projekta publicitāte un pēctecība

Desmitā ceturkšņa laikā ir uzsākts darbs pie divu jaunu zinātnisku Scopus indeksētu (4. un 5.) publikāciju sagatavošanas, kuras plānots iesniegt “Latvian Journal of Physics and Technical Sciences” un “Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences”. Ir saņemta pirmā recenzija “Journal of Physics D: Applied Physics” iesniegtajai (3.) publikācijai. Ir uzsākts darbs pie recenzentu ieteiktajām korekcijām.

Projekta komanda ir veikusi projekta rezultātu popularizāciju Zinātnes nakts 2023 pasākumu ietvaros.

LU ERAF projekta mājas lapā, Rīgas Fotonikas centra un partneru mājas lapās izvietota atskaite par 10. periodu. Veikta sagatavošanās projekta popularizācijai Zinātnes nakts 2023 ietvaros.

10. projekta ceturksnī notika gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā. Kontaktos ar partneriem projekta komanda apsprieda: aktuālus projekta realizēšanas inženiertehniskos jautājumus; metodiku uzlabošanu, iepirkuma jautājumus.

Pēdējās izmaiņas veiktas 30.09.2023.