Фотолюмінісценція нанокомпозитних карбонованих матеріалів на основі оксидів кремнію та алюмінію
Дипломна робота на тему: "Фотолюмінісценція нанокомпозитних карбонованих матеріалів на основі оксидів кремнію та алюмінію."
виконав: студент 6-го курсу групи ФФ31м Кисіль Дмитро Вадимович
керівник: с.н.с. відділу №15 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України к.ф.-м.н., Васін А. В.
рецензент: керівник відділу №15 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України чл. кор. НАН України, Лисенко В. С.
пров.н.с. відділу №6 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України д.ф.-м.н., Рудько Г. Ю.
Дипломна робота на тему: "Фотолюмінісценція нанокомпозитних карбонованих матеріалів на основі оксидів кремнію та алюмінію."
виконав: студент 6-го курсу групи ФФ31м Кисіль Дмитро Вадимович
керівник: с.н.с. відділу №15 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України к.ф.-м.н., Васін А. В.
рецензент: керівник відділу №15 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України чл. кор. НАН України, Лисенко В. С.
пров.н.с. відділу №6 Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України д.ф.-м.н., Рудько Г. Ю.
РЕФЕРАТ
Робота на тему «Фотолюмінесценція нанокомпозитних карбонованих матеріалів на основі оксидів кремнію та алюмінію» обсягом в 96 стор., містить 56 ілюстрацій, 4 таблиці, 64 джерела використаної літератури.
Тема кваліфікаційної роботи є актуальною оскільки присвячена оптичним і структурним властивостям нанокомпозитних матеріалів, перспективних для оптоелектроніки, потреб штучного освітлення та світлової індикації.
Метою роботи є встановлення механізмів фотолюмінесценції (ФЛ) нанокомпозитних карбонованих матеріалів на основі оксидів кремнію та алюмінію.
Об’єктом досліджень в даній роботі є нанокомпозитні карбоновані матеріали на основі оксидів кремнію та алюмінію. Предмет дослідження – ФЛ властивості синтезованих матеріалів.
Під час проведення роботи було синтезовано нанокомпозитні карбоновані матеріали на основі оксидів кремнію та алюмінію із використанням фенілтриметоксисилану (ФТМС) та сахарози в якості вуглеводневих прекурсорів. Структура синтезованих зразків була досліджена методами термогравіметричного (ТГМ) аналізу та Фур'є-спектроскопії в інфрачервоній (ІЧ) області. ФЛ властивості досліджувалися шляхом аналізу спектрів ФЛ та кінетичних характеристик ФЛ.
Було показано, що отримані зразки нанокомпозитного порошку SiO2 :C демонструють широкосмугову ФЛ у видимому діапазоні максимум якої зазнає червоного зсуву із підвищенням температури відпалу (у зразках із використанням ФТМС у якості вуглеводневого прекурсору) та із підвищенням концентрації вуглеводневого прекурсору у імпрегнуючому розчині (у зразках із використанням сахарози у якості вуглеводневого прекурсору).
У нанокомпозитних порошках Al2O3:C спостерігався невеликий блакитний зсув із підвищенням температури відпалу. На даний час ми пояснюємо це термічно активованим розчиненням вуглецю в матриці оксиду алюмінію.
На основі аналізу та співставлення даних було показано, що експериментальні данні, які були отримані, добре пояснюються припущенням про те, що ФЛ в нанокомпозитних порошках SiO2:C та Al2O3:C обумовлена вуглецевими нанокластерами із структурою, подібною до структури графенових наноточок (ГНТ) та/або наноточок оксиду графену (ОГНТ).
Новизна даної роботи полягає в тому, що вперше були виміряні характерні часи згасання ФЛ зразків карбонованого кремнезему, які були синтезовані із використанням ФТМС. Також вперше досліджено ФЛ властивості зразків карбонованого кремнезему із використанням сахарози в якості вуглецевого прекурсору та зразків карбонованого глинозему із використанням ФТМС в якості вуглецевого прекурсору.
Спектральні характеристики ФЛ синтезованого порошку SiO2:C та висока інтенсивність ФЛ дозволяють запропонувати даний матеріал як новий тип люмінофору для джерел штучного білого світла.
Результати роботи пройшли апробацію на міжнародній конференції “Functional Nanomaterials and Devices for Electronics, Sensors, Energy Harvesting”, яка проводилася з 13 по 16 квітня 2015 р. у Львові та надруковані у відповідному збірнику праць. Авторські права захищені одним патентом України.
Ключові слова: фотолюмінесценція, інфрачервона спектроскопія, нанодисперсний оксид кремнію, нанодисперсний оксид алюмінію, сахароза, фенілтриметоксисилан, вуглецеві кластери.