Activitati (9) RAPORT FINAL

- Procese tehnologice de preparare si depunere straturi subtiri din polimeri dopati [...] - Elaborare procese mixte de obtinere  structuri multistrat cu proprietati spectrale  selective [...] - Tehnici de realizare circuite fotonice pe baza de compusi sol-gel  [...] - Tehnica de paternare a materialelor izolatoare, semiconductoare si metalice prin ablatie cu  laseri pulsati de mare putere, in regim de femtosecunde si nanosecunde [...] - Program software pentru automatizarea proceselor de gravare laser [...] - Proces tehnologic de integrare   structuri polimerice cu dispozitive optoelectronice; realizare circuit fotonic integrat pentru conexiuni [...] o - Proces tehnologic de integrare structura de fotodetectie cu filtru optic multistrat; realizare fotodetector cu raspuns spectral selectiv [...] ic - Servicii de modelare/simulare/proiectare circuite fotonice integrate [...] - Lucrari stiintifice [...] - Participare in proiecte Europene [...] - Activitati de instruire [...]

1. Procese tehnologice de preparare si depunere straturi subtiri din polimeri dopati Dopare polimeri prin metoda sol-gel de temperatura joasa. Metoda se utilizeaza pentru doparea polimerilor PMMA (polimetilmetacrilat) si HEMA (hidroxyetilmetacrilat) cu oxizi metalici in scopul modificarii indicilor de refractie. Pentru PMMA etapele procesului sunt: Dizolvare PMMA (firma Aldrich, 120000 MW) sub agitare in clorobenzen si in metil-metacrilat (MMA) obtinand solutii de concentratii 7% si 2.5%. Izopropoxidul de Titan (IV)  (Aldrich) este chelat cu acetilacetona in raport molar 1:4 si 1: 2 in atmosfera de azot iar solutia a fost agitata pentru omogenizare. Pentru scaderea reactivitatii precursorului de zirconiu si pentru a preveni precipitarea oxidului, s-a amestecat propoxidul de zirconiu (IV) cu izopropanol si chelat cu acetilacetona in raport molar de 1: 10: 2. Trimetoxipropilsilan se  mixeaza cu izopropanol si apa deionizata in raport molar 1: 4: 4 Alcoxizii si solutiile de PMMA se amesteca in atmosfera de azot, in diferite raporturi molare oxid metalic-polimer si s-a folosit un agitator pentru omogenizare. Solutiile obtinute se depun prin spinning pe substraturi de sticla sau oxid de siliciu/plachete de siliciu la 500-3000 rpm.  Filmele depuse pe substrat se pastreaza 24 ore la temperatura camerei si apoi se face un tratament termic de 1 ora la 100 oC. Pentru HEMA : HEMA se dizolva in momomer (MMA) 3:2 (in raport de volume). Solutia se amesteca cu alcoxid de titan chelat si cu un peroxid organic (e.g. peroxid de benzoil, peroxid de metil-etil cetona). Alcoxidul de titan est folosit pentru cresterea indicelui de refractie, iar peroxidul pentru initierea reactiei de polimerizare. b) inglobarea particulelor de  oxizi metalici in matricea polimerica Filme subtiri de PMMA-ZrO2 se pot obtine prin amestecarea directa a nanoparticulelor de oxid de zirconiu in solutia de PMMA: c) doparea si depunerea straturilor de  PVA (polivinilalcool) PVA-1 (31000–50000 MW) si PVA-2 (124000-186000 MW) se dizolva in apa deionizata, s-a incalzit amestecul la 70 oC sub continua agitare si apoi amestecul se filtreaza pe foita de matase serigrafica pentru obtinerea a doua solutii apoase de PVA de concentratii  7% PVA, fiecare. Doparea se face cu solutii de 5% CuO, 20% FeCl3 sau alcoxid de siliciu amestecate direct in solutiile polimerice folosite ca solutii de dopare, Pentru inducerea fotosensibilitatii – se introduce un material fotosensibil: solutie de dicromat de amoniu 2% . Filmele subtiri din PVA + CuO + dicromat se depun prin spinning (de la 500 la 3000 rpm timp de 60 s) si apoi se usuca la 60 oC timp de 10 min. Dupa care se poate efectua fotogravura: expunere  la radiatie UV si developare. In fig. 1 se dau doua exemple de indici de refractie (variatia spectrala) pentru PMMA si PVA dopati cu oxizi metalici. Rezultatele experimentale au aratat ca indicele de refractie al polimerilor studiati poate fi ajustat in domeniul de valori 1.45 - 1.7 controland natura si concentratia oxizilor metalici introdusi in solutiile polimerice. Solutiile de polimeri dopati pot fi depuse cu usurinta prin spinning iar aceste straturi imbina transmitanta optica a polimerului cu indicele mare de refractie al oxidului metalic in aceeasi solutie polimerica. Metoda de obtinere a acestor solutii este simpla, ieftina, si ofera posibilitatea obtinerii unor materiale cu aplicatii in fotonica. a)                                                      b) Fig.1.a) Indicele de refractie pentru PMMA nedopat si dopat cu ZrO2 sau SiO2 PMMA  d+ ZrO2 b) Indicele de refractie al solutiei  PVA(1) + CuO 2. Elaborare procese mixte de obtinere  structuri multistrat cu proprietati spectrale  selective S-au elaborat procesele de obtinere straturi metalice semitransparente de Al si Ag cu grosimi controlate si straturi subtiri dielectrice de SiO2, TiO2 cu grosimi si indici de refractie adecvate utilizarii la realizarea de filtre optice constand din structuri multistrat cu proprietati spectrale selective integrabile cu structuri de fotodetectie pe siliciu. Metoda de depunere a straturilor multiple este evaporarea termica in vid inalt (tipic 5 x 10-7 torr). Grosimile straturilor metalice semitransparente rezultate din simulari sunt de 20 nm pentru stratul de Al si 45 nm pentru stratul de Ag iar grosimea stratului de dielectric depinde de lungimea de unda la se urmareste obtinerea unei transmisii maxime si sunt compatibile cu tehnologia de realizare a fotodetectoarelor pe baza de siliciu. Straturile obtinute au fost caracterizate spectrofotometric In fig.2 a este dat spectrul de transmisie pentru filmul de Ag si se observa  ca are un maxim in UV (la 345nm) si o transmisie de peste 20% in domeniile spectrale de interes - vizibil si infrarosu apropiat. In fig.2.b este dat spectrul de transmisie pentru Al iar in fig. 2.c transmitanta in functie de lungimea de unda pentru stratul de dielectric al filtrului. Rezulta o valoare de ~90%.   a)                                                                    b)  c) Fig. 2. Transmitanta spectrala a filmelor subtiri componente ale filtrului optic: a) Ag, b) Al, c) SiO2. Caracteristica spectrala a filtrului pentru doua grosimi ale stratului de dielectric este data in fig. 3 a) si b) iar dependenta lungimii de unda a maximului de grosimea dielectricului se dau in fig.3 c) . a)b)  c) Fig.3 Caracteristica spectrala a filtrului 3. Tehnici de realizare circuite fotonice pe baza de compusi sol-gel  S-au elaborat procese de obţinere a unor filme oxidice prin metoda sol-gel cu proprietati de ghiduri de unda si s-au efectuat experimente de realizare ghiduri de unda si microrezonatoare inelare.  S-a elaborat procesul de obtinere: - straturi subtiri cu indice de refractie mare din TiO2 - compoziţii in sistemul binar SiO2-TiO2 dopat cu Er2O3, Alegerea sistemului SiO2-TiO2 ca material pentru ghiduri de unda este convenabila deoarece indicele de refractie poate fi modificat  functie de cantitatea de TiO2. Pentru sistemul binar se folosesc ca precursori, alcoxizii corespunzatori: tetraetilortosilicat (TEOS) (Merck) ca sursa de SiO2, tetraetilortotitanat (Merck) ca sursa de TiO2. Dopajul se face cu o sare de erbiu de tip ErCl3. Alcoolul etilic absolut (Aesar) se utilizeaza ca solvent, acidul azotic (Merck) drept catalizator si apa pentru hidroliza.       Compozitia solutiilor initiale si conditiile experimentale pentru obtinerea filmelor sol-gel oxidice in sistemul sus mentionat sunt prezentate în Tabelul 3.1. Concentratia de Er2O3: 0.25 % molar. Pentru straturile de  TiO2 se utilizeaza numai precursorul  tetraetilortotitanat. Tabelul 1. Compozitia solutiei si conditiile experimentale pentru prepararea straturilor de SiO2-TiO2 - Er2O3 si respectiv TiO2   PrecursoriPrecursori Raport molar   pH amestec Condiţii de reacţie T (0C) t (ore) Si(OC2H5)4  + Ti(OC2H5)4 + ErCl3 (; 0.25 % molar) 9.1 1.85 0.0174 3 50 3  Ti(OC2H5)4 55 1.5 0.0174 4 50 3 R= - C2H5; Straturile in sitemul binar SiO2-TiO2 dopat cu Er se depun prin spining pe substrat de Si acoperit cu un strat de oxid termic de 1700 nm si un strat de oxid CVD de 2100 nm. Este necesar un strat de oxid cu grosime mare pentru a asigura izolarea optica dintre ghid si substratul de Si cu indice de refractie mare. Filmele se densifica prin tratamente termice de 30 min. la 900°C, cu o viteză de incalzire de 5°C/min. Pentru filmele multistrat, dupa fiecare depunere, se aplica un tratament termic de 30 min. la 900°C, viteza de incalzire fiind de 5°C/min. Indicele de refractie obtinut este n=1.5364 la 630 nm (variatia spectrala data in fig. 3.2). Grosimea pentru 7 straturi depuse sucesiv este de 330 nm, iar pentru 4 straturi de aprox. 150 nm. Straturile de TiO2 se depun pe Si oxidat (grosime oxid 1700 nm) prin spining (2000 rot/min). Dupa depunere s-a efectuat un tratament la 300oC, rata de crestere a temperaturii  5grd/min, palier 15 minute si apoi racire treptata. Procesul depunere +tratament s-a repetat de 4 ori pentru a obtine gosimi mai mari. A rezultat un strat de TiO2 cu indice de refractie 2.1199 corespunzator lungimii de unda 632.8 nm, iar grosimea de 250nm +/- 12 nm. Caraceristica spectrala a indicelui de refractie este data in fig.4. Straturile in sitemul binar SiO2-TiO2 dopat cu Er se depun prin spining pe substrat de Si acoperit cu un strat de oxid termic de 1700 nm si un strat de oxid CVD de 2100 nm. Este necesar un strat de oxid de grosime mare pentru a asigura izolarea optica dintre ghid si substratul de Si cu indice de refractie mare. Filmele se densifica prin tratamente termice de 30 min. la 900°C, cu o viteza de incalzire de 5°C/min. Pentru filmele multistrat, dupa fiecare depunere, se aplica un tratament termic de 30 min. la 900°C, viteza de incalzire fiind de 5°C/min. a)                                                                                b) Fig.4.a) Variatia spectrala a indicelui de  refractie al stratului multimplu de TiO2 depus prin tehnica sol-gel; b) Variatia spectrala a indicelui de refractie pentru filmele de SiO2-TiO2-Er2O3 multistrat Configurarea straturilor se realizeaza prin litografie optica urmata de corodare. Pentru litografie se utilizeaza o masca de Cr. Masca utilizata contine structuri de ghiduri de unda cu latime 4 si 5 mm, precum si rezonatoare inelare. Straturile de   SiO2-TiO2 dopate cu Er2O3 pot fi corodate in plasma (CF4) sau  umed in solutie  NH4F :  HF = 6 : 1 cu rata de corodare 120nm/min. Straturile de TiO2 se corodeaza in plasma (CF4 = 40 sccm, p = 16 Pa, Prf = 150 W, t = 15 min cu rata de corodare 20 nm/min). In fig. 5 si 6 se dau imagini SEM ale structurilor obtinute.          Fig. 5. Imagini optice ale ghidurilor si microrezontaoarelor din TiO2 obtinute prin corodare in plasma     Fig. 6 a)Ghid de unda din SiO2-TiO2 dopat cu Er2O3  configurat prin corodare uscata (RIE); b)Propagarea radiatiei cu lungimea de unda 1550 nm printr-un ghid liniar (imagini obtinute cu o camera in IR) 4. Tehnica de paternare a materialelor izolatoare, semiconductoare si metalice prin ablatie cu  laseri pulsati de mare putere, in regim de femtosecunde si nanosecunde Paternarea atat in regim de femtosecunde, cat si de nanosecunde se realizeaza prin ablarea materialului expus iradierii laser in regim de mare putere. Cele doua regimuri de lucru sunt fundamental diferite, datorita duratei diferite a pulsurilor laser. Ablatia in regim de nanosecunde se realizeaza prin efect termic, materialul fiind incalzit peste temperatura de vaporizare. Puterile tipice implicate in acest gen de procesare sunt de ordinul kilowatilor. Valoarea relativ mica a puterii are ca rezultat disiparea energiei in volumul de material, cu formarea de topitura. In plus, zonele adiacente supuse incalzirii pot prezenta deformari mecanice. Toate aceste efecte secundare fac ca procesarea laser in regim de nanosecunde sa fie utila numai pentru realizarea de paternuri cu detalii mai mari de 10 microni. Pentru obtinerea de paternuri de calitate, este necesara optimizarea parametrilor de lucru, prin adaptarea energiei pulsului laser la caracteristicile fizice ale materialului procesat. Diferentele ce survin in interactia laser-material in cazul pulsurilor cu durata de ordinul femtosecundelor se datoreaza duratei foarte scurte de actiune a radiatiei laser asupra materiei, aceasta ducand la o putere extrem de mare, de ordinul megawatilor, concentrata pe o suprafata circulara cu diametrul de ordinul micronilor, tipic 1mm.  Astfel, ablatia nu se mai realizeaza prin efect termic, ci prin ceea ce se cunoaste in literatura de specialitate sub denumirea de “explozie coulomb”. Aceasta consta in indepartarea electronilor din stratul superficial al portiunii iradiate, fapt ce duce la un exces de sarcina pozitiva rezultand in final explozie datorita fortelor de respingere coulombiene. Mecanismul fundamental diferit prin care se realizeaza  ablatia materialului fac ca aplicarea acestui proces in realizarea de paternuri sa prezinte o serie de avantaje serioase, cum ar fi: lipsa deformarilor datorate incalzirii zonelor adiacente portiunilor ablate, minimizarea cantitatii de material in stare de topitura. Toate aceste avantaje fac ca ablatia laser in regim de femtosecunde sa fie utila in realizarea de paternuri cu detalii sub-micronice. In afara de beneficii ablatia in regim de femtosecunde ridica o serie intreaga de probleme inedite: formarea spontana de structuri periodice submicronice, indepartarea de material prin efecte secundare (rupturi cauzate de undele de soc ale exploziei coulomb), neregularitati submicronice ale suprafetelor materialului procesat. Acestea pot fi reduse sau eliminate prin optimizarea parametrilor de lucru ai laserului. Dintre aceste neajunsuri, formarea de structuri periodice subnanometrice poate fi privit si ca un fenomen cu potentiale aplicatii in realizarea de suprafete paternate la scara nanometrica. 5. Program software pentru automatizarea proceselor de gravare laser Programul dezvoltat in cadrul acestui proiect permite transferul de imagini pe substrat, indiferent de natura acestuia, prin inscriptionare prin ablatie laser sau prin fotoimpresionare. Astfel, se furnizeaza programului un fisier continand informatia, adica imaginea ce se doreste a fi transferata pe substrat, suportand orice format ce descrie imaginile prin pixeli. Programul are capacitati de editare a imaginilor, precum si o serie de capabilitati specifice aplicatiei de inscriptionare directa laser, respectiv setarea adancimii de culoare si a numarului de pulsuri per pixel. Au fost implementate doua tipuri de algoritmi de inscriptionare, si anume: continuu si punct cu punct. In algoritmii de tip continuu, substratul este miscat in fata laserului, in timp ce acesta, laserul, este declansat in portiunile ce trebuiesc prelucrate. Acest mod de lucru este cel mai rapid, si este util in cazurile in care este necesara acoperirea unor suprafete mari, fiind mai putin recomandat pentru prelucrari ce necesita o precizie deosebita. In algoritmul de tip punct cu punct, substratul este adus in pozitia corespunzatoare pentru fiecare pixel din fisierul sursa, urmat de declansarea pulsului laser. Acest mod de lucru asigura faptul ca pozitionarea fiecarui pixel se face cu precizia maxima a echipamentului de pozitionare utilizat, in schimb fiind mai lent decat primul algoritm. 6. Proces tehnologic de integrare   structuri polimerice cu dispozitive optoelectronice; realizare circuit fotonic integrat pentru conexiuni Procesul tehnologic Procesul consta din urmatoarele etape perincipale: realizare fotodiode pe Si realizare ghiduri de unda montaj structruri Setul de masti realizat cuprinde: M1 -difuzie n+; M2: difuzie p+; M3: deschidere ferestre contact si zona cuplaj ghid-fotodioda; M4: definire trasee metalizare; M5: masca pentru deschidere ferestre in polyimida in regiunea ghidului, a fotodiodei si a a padurilor; M6- masca pentru definirea regiunilor de intrare si iesire din ghid si pentru indepartarea stratului de PMMA din zona padurilor; M7- masca pentru definirea ghidurilor de unda din PMMA (scriere cu un fascicul in deep-UV); Cipurile contine ghiduri de unda de latimi 5, 7.5 si respectiv 10 µm cuplate cu fotodiode pe lungimea de cupaj de 200, 500 si 700 µm. Fluxul complet S-au utilizat plachete de Si tip n, orientare <100>, rezitivitate 3-5 Wcm. A.Realizare fotodiode oxidare: grosime oxid 1700 nm fotogravura M1 pentru deschiderea ferestrei de difuzie p fotogravura M1 fotolitografie M1; corodare SiO2 in solutie BHF 15-20 min; indepartare fotorezist predifuzie/difuzie B pentru realizarea jonctiunii p+n fig. 7. b curatare pentru predifuzie (B): H2SO4:H2O2, DIP pentru 15’’ (5% HF, 95% H2O); predifuzie B: T=1000oC, 25’ N2, V/I=4.3-4.8 Ώcm; tratament deglazurare: T=750oC, t=60 min ; curatare pentru difuzie B: H2SO4:H2O2, DIP pentru 15’’ (5% HF, 95% H2O); difuzie B: T=1000oC, t=90’/vap, ð=5000Å;V/I=14-14.3 Ώcm pentru deschiderea ferestrei de difuzie n fotolitografie M2; corodare SiO2 in solutie BHF; indepartare fotorezist predifuzie/difuzie P pentru plusare substrat curatare pentru predifuzie P+: H2SO4:H2O2, DIP pentru 15’’ (5% HF, 95% H2O)  predifuzie P+: T=975-1050 oC, V/I=1.1; deglazurare: H2SO4:H2O2, DIP difuzie P+: T=1000 oC, t=70 min/vap, V/I=0.6-0.7 Ώcm depunere oxid TEOS prin CVD de 2.5 µm si densificare oxid TEOS: T=900 oC/N2, t=70 min/vap fotogravura  M3 pentru deschidere ferestre de contact fotolitografie M2, corodare SiO2 in solutie BHF, indepartare fotorezist; curatare depunere Al: H2SO4:H2O2 depunere Al de 1 µm grosime fotogravura  M4 pentru definire trasee metalice si paduri –fig. 7 f fotolitografie M2; corodare Al; indepartare fotorezist si curatare pentru sinterizare in H2SO4 la rece 5 min sinterizare Al: T=450 oC, FG 30 min. B.Integrare ghid de unda 11. depunere strat polyimida spinning 4000 rpm, 60 s pentru a obtine o grosime de 1.8 μm. tratamentul la  110°C -3 min. 12. fotolitografie M5 (configurare  strat polyimida- pentru indepartarea polyimidei de sub ghidul de unda) expunere la UV prin masca de M5. Doza de expunere: 350 mJ/cm2. developarea , zonele neexpuse sunt indepartate. Tratamentul final s-a efectuat la 400°C tim-p de 1 h in vid. 13.depunere strat PMMA spinning, 700 rpm , timp 200 pentru a obtine o grosime de  4.9 μm. tratament termic  la 180°C , 3 min pe hotplate 14. fotolitografie M6 configurare  strat PMMA pentru definirea intercipului si a zonelor de intrare/iesire din ghid) expunere la DUV prin masca de Cr urmata de developare (developant  MIBK/IPA) pentru definirea zonelor de intrare/iesire din ghid si a intercipului. 15. Definire ghiduri : crestere locala a indicelui de refractie prin expunere la DUV expunere la DUV prin masca M7, doza 3 J/cm2, in vid. Tratamentul final la 70°C , 4 h. Fig.7. Principalele etape de realizare a structurilorsisteme integrate pentr conexiuni optice: a)oxidare; b) difuzie p+; c) difuzie n+; d) depunere oxid CVD; e) deschidere ferestre de contact;f) depuere si configurare Al integrarea ghidului de unda din PMMA cu fotodiodele:h) depunere strat de polyimida; i) configurare polyimida; j) depunere PMMA; k) configurare strat de PMMA (definire intercip si intrare/iesire ghiduri); l) realizare ghiduri de unda (expunere DUV pentru cresterea locala a indicelui de refractie). In fig. 8 este data imaginea optica a unei fotodiode integrate cu ghidul de unda din PMMA Fig. 8 Fotodiodea pe Si integrata cu ghidul de unda din PMMA In fig. 9 se ilustreaza posibilitatea cuplarii unui acelasi ghid de unda cu 2 fotodiode de lungime 200 μm. Cele 2 fotodiode pot comanda 2 circuite electronice si astfel se poate realiza o conexiune optica intre cele 2 circuite. Intreg cipul are 2 mm lungime.    Fig. 9. Imagine a cuplajului optic a doua fotodiode prin intermediul unui ghid de unda 7. Proces tehnologic de integrare structura de fotodetectie cu filtru optic multistrat; realizare fotodetector cu raspuns spectral selectiv. S-au elaborat procesele de obtinere a demonstratorului cu raspuns spectral selectiv prin integrarea unui fotodetector cu un filtru optic multistrat Al(20nm) / SiO2(400nm) / Ag(45nm), fotodetectorul fiind o fotodioda rapida de tip PIN pe baza de siliciu. Caracterizarea demonstratorului a evidentiat curenti de intuneric cu valori <1nA, responsivitati inainte de depunerea filtrului de 0,54 A/W la lungimea de unda corespunzatoare maximului si o caracteristica spectrala dupa integrarea filtrului cu un maxim la lungimea de unda de 755nm. Imaginea la microscopul optic a structurii de fotodioda inainte de integrarea cu filtrul multistrat si dupa este data in fig. 10 a) si b).                                                                   a)                                       b)  Fig.10  Imagine la microscopul optic a structurii de fotodetector inainte, a) si dupa integrarea  cu filtrul optic, b). In fig. 11 a) si b) se da caracteristica spectrala a fotodiodei inainte de integrarea filtrului si caracteristica spectrala a demonstratorului de fotodetector cu raspuns spectral selectiv. Fig. 11. Caracteristici spectrale ale fotodiodei a) si a fotodiodei integrata cu filtrul optic, b) 8. Servicii de modelare/simulare/proiectare circuite fotonice integrate. Colectivul din IMT (C) a dezvoltat tehnici de proiectare/modelare/simulare circuite fotonice utilizand programe software specializate si programe special dezvoltate pentru structuri complexe. Programele comerciale sunt: -OptiBPM 9.0 (Optiwave ) Una dintre cele mai utilizate metode numerice de analiza a propagarii campului in diverse structuri este metoda de propagare a undei- BPM. Aceasta metoda este utilizata pentru determinarea modului de propagare a campului electromagnetic de distributie transversala E(x,y) excitat la coordonata z0 in structura caracterizata de distributia indicelui de refractie n(x,y,z) unde z ≥ z0. Aceasta ultima conditie se aplica pentru majoritatea metodelor tip BPM care sunt unidirectionale. O caracteristica comuna tuturor metodelor tip BPM este nondependenta de timp. Unele metode tip BPM pot permite simularea propagarii radiatiei la unghiuri mari. Aceste metode care se deosebesc de metodele pe baza aproximatiei paraxiale se numesc metode BPM de unghi larg (wide angle BPM).          In general, metodele tip BPM sunt utilizate pentru circuite de optica integrate foarte lungi (ordinul milimetrilor si chiar a centimetrilor). Exista unele structuri cu variatii abrupte a indicelui de refractie pe directia de propagare care nu pot fi analizate corespunzator cu aceasta metoda. Programul comercial OptiBPM 9.1 permite propagarea unidimensionala, are implementata  metoda BPM de unghi larg si permite analiza pe domenii 2D sau 3D. - OptiFDTD 8.0 Metoda diferentelor finite in domeniul timp - FDTD (finite differences in time domain) este o metoda care descrie modul de propagare al campului electromagnetic in domeniul timp. Metoda FDTD este o metoda precisa deoarece nu se bazeaza pe nici un fel de aproximari, ci utilizeaza direct ecuatiile lui Maxwell care sunt discretizate prin metoda diferentelor finite. Din cauza faptului ca se realizeaza calcule pe tot domeniul de lucru pentru fiecare moment de timp, FDTD este o metoda lenta si care cere un consum mare de memorie. Din acest motiv utilizarea FDTD nu este recomandata pentru domenii mari in care nu are loc o variatie abrupta a distributiei indicelui de refractie si in care nu intereseaza decat modificarea distributiei campului electromagnetic de-a lungul directiei de propagare. In aceste cazuri este recomandata utilizarea metodelor tip BPM. Metoda FDTD este recomandata pentru domenii mici cu distributii arbitrare ale indicelui de refractie in care este necesara cunoasterii propagarii radiatiei in orice directiile. Unul din avantajele metodei FDTD este dat de posibilitatea de a simula propagarea radiatiei in orice fel de medii precum medii cu pierderi, medii cu dispersie tip Lorentz sau Drude si medii neliniare. Metoda FDTD poate fi utilizata pentru descrierea fenomenelor nestationare.  Programul comercial OptiFDTD –varianta acea mai recenta 8.0. pentru procesoare pe 64 biti permite analize 2D si 3D a circuitelor fotonice integrate, a dispozitivelor plasmonice, a cristelelor fotonice si metamaterialelor.  - OptiGrating 4.2.1 permite analiza propagarii radiatiei in ghiduri cu retele. Este o metoda tip 2D care poate fi folosita pentru studiul ghidurilor planare, fibrelor optice si cuploarelor (contra)directionale pe baza de ghiduri optice sau fibre optice. Metoda folosita este o metoda analitica – metoda modurilor cuplate [fapt care confera rapiditate in calcul]. Acest soft poate fi utilizat pentru analiza  dispozitivelor avand retele de perioada mai mica decat lungimea de unda a radiatiei sau retele cu perioada mai mare decat lungimea de unda a radiatiei. Pentru simularea si proiectarea materilaleor si structurilor se poate utiliza fie un singur program, fie o combinatie de programe software comerciale si sau programe dezvoltate in laborator. Daca un anumit tip de problema poate fi abordat cu mai multe programe software care functioneaza pe baza mai multor metode, se poate gasi o metoda optimizata de proiectare si, de asemenea, se pot verifica mai usor rezultatele Aplicatii: circuite fotonice integrate, ghiduri optice, jonctiuni Y, microrezonatoare inelare, cuploare, modulatoare, structuri plasmonice, modulatoare electro-optice, retele de difractie,  metamateriale si cristale fotonice, materiale neliniare, etc. 9. Lucrari stiintifice Carti 1. P.Schiopu, C. L. Schiopu, „Optoelectronic Devices”, Ed. Printech, 2005, 260 pagini. 2. O. Iancu, I. Cristea, “Memorii fotonice de mare capacitate”, Ed.MATRIX-ROM, 2005 3. Adrian Manea, “Sisteme optice pentru comunicatii”, 2006, 328 pagini, Ed. Matrix-Rom  Bucuresti, seria Optoelectronica nr. 4, ISBN 973-755-007-2. 4. Paul Schiopu, Velizar Sorescu, “Senzori si traductoare”, 2006, 103 pagini, Ed. URANIUS, Bucuresti, ISBN 973-87514-5-4. 5. Valentin Feies, Andrei Dragulinescu, “Optoelectronica. Probleme”, 2006, 226 pagini, Ed.    Matrix-Rom, Bucuresti, seria Optoelectronica nr. 5, ISBN (10) 973-755-024-2, ISBN (13) 978-973-755-024-8. 6. Monica Nadasan, Paul Schiopu, “Cristale si pensete fotonice”, 2006, 230 pagini, Ed. Matrix-Rom, Bucuresti, seria Optoelectronica nr. 6, ISBN (10) 973-755-052-8, ISBN (13) 978-973-755-052-1. 6. Ovidiu Iancu, Adrian Manea, Paul Schiopu, “Advanced Topics in Optoelectronics, Microelectronics, and Nanotechnologies III”, 600 pagini, Ed. SPIE-The International Society for Optical Engineering, SUA, 2007, ISBN 978081980819467799. 7. Munizer Purica, Elena Budianu, “Microstructuri fotonice de detectie cu straturi subtiri”, Ed.PRINTECH, 2007, ISBN 978-973-718-645-4. Articole F. Iacomi, M. Purica, E. Budianu, D. Macovei, ”Transparent and conductiveCdS thin films-preparation and structural and optical investigation”, Romanian Journal of Information Science and Technology, Vol. 8 No. 3 (dec. 2005), , p. 257-268, Dana Cristea, Paula Obreja, Mihai Kusko, Elena Manea, Roxana Rebigan, “Polymer micromachining for micro- and nanophotonic”, Materials Science and Engineering - C 26(5-7), (2006), p. 1049-1055 F. Iacomi, I. Salaoru, N. Apetroaei, A. Vasile , C.M. Teodorescu, D. Macovei, "Physical characterization of CdMnS nanocrystalline films grown by thermal evaporation technique", Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, vol.8, (2006), p.266-270. Felicia Iacomi, M. Vasilescu, S. Simon, "Studies of  MnS Cluster Formation In Laumontite Zeolite", Surface Science 600, p.4323-4327, 2006. V.Kuncser, M.Bulinsky, S.Kratwald, D.Cristea, P.Palade, C.Plapcianu, G.Filoti– Optical and electronic properties of (Fe+Sb):PVA for real time holography, Journal of optoelectronics and advanced materials  8 (2006), p.1225-1229. D. Luca, D. Mardare, F. Iacomi, C. M. Teodorescu, “Increasing surface hydrophilicity of titania thin films by doping”, Applied Surface Science 252(18), p.6122-6126., 2006. P. Obreja,  D.Cristea, E. Budianu, R. Rebigan, V. Kuncser, M. Bulinski, G. Filoti“ Effect of dopants on the physical properties of polymer films for microphotonics”, Progress in Solid State Chemistry 34 92-40, 2006 p.103-109. D. Cojoc, B. Kaulich, A. Carpentiero, S. Cabrini, L. Businaro, E. Di Fabrizio, “X-ray vortices with high topological charge”, Microelectronic Engineering, September 2006, vol. 83, issue 4-9, pp. 1360-1363, ISSN 0167-9317, Elsevier Science. S. Cabrini, C. Liberale, D. Cojoc, A. Carpentiero, M. Prasciolu, S. Mora, E. Di Fabrizio, “Axion lens on optical fiber forming optical tweezers, made by focused ion beam milling”, Microelectronic Engineering, September 2006, vol. 83, issue 4-9, pp. 804-807, ISSN 0167-9317, Elsevier Science. Maria Zaharescu, Alexandra Barau, Luminita Predoana, Mariuca Gartner, Adrian Ghita, Jan Mrazek, Jana Skokankova and Vlastimil Matejec “TiO2-SiO2 sol-gel hybrid films for toluene detection”, J.Non-Cryst.Solids  Volume 354, (2008), pp 693-699 M.Gartner, M.Anastasescu, P.Osiceanu, C.Anastasescu, M.Zaharescu, M.Modreanu, C.Trapalis, G.Kordas “The influence of Fe2O3 and PEG on the optical properties of nanostructured TiO2 films”, J.Non-Cryst.Solids, Volume 354, (2008), D. Mardare, F. Iacomi, D. Luca , Substrate and Fe-doping effects on the hydrophilic properties of TiO2 thin films, Thin Solid Films 515, p. 6474-6478. 2007 F. Iacomi, M. Purica, E. Budianu, P. Prepelita, D. Macovei, Structural studies on some doped CdS thin films deposited by thermal evaporation,  Thin Solid Films 515, p. 6080-6084, 2007. M. Purica, F. Iacomi, C. Baban, P. Prepelita, N. Apetroaei, D. Mardare, D. Luca, “Investigation of structural properties of ITO thin films deposited on different substrates”, Thin Solid Films, 515 p. 8674 - 8678 2007. P. Obreja, D. Cristea, M. Purica, R. Gavrila, F. Comanescu, Polymers doped with metal oxide nanoparticles with controlled refractive index, Polymery, 2007, 52, nr. 9. M.Kusko, A.Kapsalis, C. Kusko, D.Alexandropoulos, D. Cristea, D. Syvridis “Design of single-mode vertically coupled microring resonators” J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 10 (2008) 064012 (5pp). E. Budianu, M. Purica, F. Iacomi, C. Baban, P. Prepelita and E. Manea , “Silicon metal-semiconductor–metal photodetector with zinc oxide transparent conducting electrodes”, Thin Solid Films, 516, p. 1629-1633, 2008. N, Iftimie, F. Iacomi, N. Rezlescu, “High performance gas sensing materials based on nanostructured zinc oxide films”,  JOAM, 10, 7, 2008, p.1810. Lucrari prezentate la conferinte internationale- peste 50: E-MRS IUMRS ICEM 2006 Spring Meeting- Nice, France; E-MRS Fall Meeting 2006- Varsovia, Polonia-; International Conference Advanced Topics in Optoelectronics, Microelectronics and Nanotechnologies ATOM-N 2006- Bucuresti; WAPITI/PICMOS Sympozium, 7-8 December 2006, Halle, Germania; CAS 2006 si 2007; European Conference on Integrated Optics, April 25-27, 2007, Copenhagen, Denmark; European Conference and Exhibition on Optical Communication -  ECOC 2007 September 16-20, 2007 - Berlin, Germany; XIVth Internaţional Sol-Gel Conference, September 2-7, 2007, Montpellier, Franţa; Semiconductor Laser Workshop 2007, Berlin, September 14-15 2nd European Optical Society Topical Meeting,  Capri (Napoli), Italia, 30 September – 3 October 2007, EMRS Spring Meeting 2008-Iunie 2008, Strasbourg, Franta, NanoSEA 2008, Roma, Italia 10. Participare in proiecte europene Colectivul din IMT a aprticipat la 3 proiecte europene:   WAPITI (STREP-ICT/Photonic Components), 4M (NoE- NMP- cluster micro-optics);   ASSEMIC (Marie Curie training Network) si a castigat urmatoarele proiecte europene in perioada de derulare a contractului: Integrated Biophotonics Polymer Chip – Feasibility study  (colaborare cu FZK, Karlsruhe, Germania)- Proiect finantat in cadrul retelei de excelenta 4M Proiect de colaborare bilaterala cu Italia - Trento Univ. – domeniul “nanophotonics” FP7: MIMOMEMS (Centru de excelenta European in RF si Optical MEMS)- perioada de derulare 2008-2011, Program “Capacities”, Grant agreement no.: 202897 11. Activitati de instruire Ore de laborator pentru studentii din anul IV la Fac. Electronica, TC si TI- specializarea Optoelectronica (instruire  de baza in tehnici de proiectare – simulare, caracterizare si tehnologii de realizare componente de optica integrata (IMT) Cursuri si ore de laborator de Optoelectronica integrata pentru masteranzi – specializarea Optoelectronica ( 2 ore/saptamana semestrul II) - IMT cursuri: Optica integrata: materiale, procese tehnologice, tipuri de componete si circuite fotonice integrate, tehnici de proiectare, simulare, tehnologii de integrare hibrida activitati practice: simulare/modelare componente de optica integrata  Curs master de TCO- UAIC Doua programe de doctorat continuate (doctoranzii instruiti, supervizati, angrenati in activitati de cercetare de catre cercetatorii din IMT- lab. de Microfotonica)(IMT si CCO)