1 / 18

Lisandikiirguse hapnikutundlikkuse mehhanism titaandioksiidis

Tartu Ülikool Füüsika Instituut. Argo Lukner. Lisandikiirguse hapnikutundlikkuse mehhanism titaandioksiidis. Juhendajad: TÜ FI LSL juhataja, PhD Ilmo Sildos TÜ FI teadur, PhD Valter Kiisk. Tartu 2007. Sissejuhatus.

presta
Download Presentation

Lisandikiirguse hapnikutundlikkuse mehhanism titaandioksiidis

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tartu Ülikool Füüsika Instituut Argo Lukner Lisandikiirguse hapnikutundlikkuse mehhanism titaandioksiidis Juhendajad: TÜ FI LSL juhataja, PhD Ilmo Sildos TÜ FI teadur, PhD Valter Kiisk Tartu 2007

  2. Sissejuhatus • Siirdemetallide oksiidid on leidnud laialdast rakendust erinevates gaasisensorites. • Samas on need oksiidid aktiveerituna haruldaste muldmetallidega ka intensiivse uurimise all kui uudsed luminestsents-materjalid. • Antud töö uurimisobjektiks oli Sm-ga dopeeritud TiO2, mille luminestsents ilmu-tab gaasitundlikkust.

  3. Juhtivustsoon TiO2 Sm3+ 4G5/2 6HJ Valentstsoon Sm3+ iooni fotoluminestsentsi teke TiO2 tsoon-tsoon ergastamisel energia- ülekanne Nd:YAG 355 nm kaudne ergastus

  4. Sm3+:TiO2 luminestsentsi intensiivsus tunneb hapniku olemasolu ümbrusgaasis. 4

  5. Metalloksiidi lähtematerjal saa-vutati vee lisamisega Ti(OBu)4 lahusele n-butanoolis, kus Sm-i lisamiseks kasutati SmCl3 Pulbrid saadi tilgutades lähte-materjali vette, milles toimuv lähtematerjali kiire hüdrolüüs toob kaasa polümeerse oksiid-materjali tekke. Saadud lahuse kuivatamise ja termilise järeltöötlusega saa-dakse peeneteralinemetall-oksiidi pulber. Pulbrite saamine sool-geel meetodiga 5

  6. Kasutatud karakteriseerimismeetodid • Aeglahutusega fotoluminestsentsspektros-koopia • Ramanspektroskoopia • Röntgenfotoelektronspektroskoopia (XPS) • Materjalide visualiseerimine AFM, SEM ja optilise mikroskoobiga

  7. Karakteriseerimine – Sm-i FL intensiivsus 7

  8. Sm 3d Ti (LMM) O O (KLL) Fotoelektronide arv (s.ü) 1s Ti 2p Ti Pb 2s 4d C Pb Ti 1s 4f 3s Ti 3p 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Seosenergia (eV) Karakteriseerimine - XPS analüüs 8

  9. Karakteriseerimine – kristalliidi suurus 9

  10. Hapniku mõju Sm-i luminestsentsi kustumiskineetikale 10

  11. Sm-i FL käik hapnik-vaakum-hapnik tsüklites kustumiskineetika eri osades 11

  12. Laserkiirguse (355nm) mõju Sm3+:TiO2 sensoromadustele V. Reedo, S. Lange, V. Kiisk, A. Lukner, T. Tätte, I. Sildos, Proceedings of SPIE 5946 (2005) 59460F

  13. Juhtivustsoon TiO2 Sm3+ 4G5/2 6HJ Valentstsoon Lisandi ergastuse mittekiirguslik kustutamine hapniku vakantside poolt FL intensiivsus: k2 Vakants k1

  14. Vakantside difusiooni modelleerimine pulbrites UV KIIRGUS KESKKOND: HAPNIK VAAKUM TiO2

  15. Modelleeritud Sm3+:TiO2 FL intensiivsuse käik hapnik-vaakum tsüklites 15

  16. Kokkuvõte • Kõrgetel lõõmutustemperatuuridel ja materjali sünt-eesil toimub Sm-i eelistatud sekretsioon TiO2 pinnale. • Sm-i luminestsentsi aeglahutusega mõõtmised näitavad, et hapniku hulk ümbruskeskkonnas mõjutab Sm-i ioonide eluiga TiO2. • Sensorsignaali reageerimise karakteerne aeg viitab difusioonilisele mehhanismile, mida stimuleeritakse UV-kiirgusega. • Lahendati mudelülesanne vakantside difusiooni kirjeldamiseks sfäärilise kujuga TiO2 osakese sees, tulemused olid sarnased eksperimentaalselt mõõ-detud Sm3+ iooni FL intensiivsuse käigule hapnik-vaakum üleminekutel.

  17. TÄNAN!

  18. Tänuavaldused • Juhendajad: Ilmo Sildos ja Valter Kiisk • Materjalide süntees ja visualiseerimine: Valter Reedo • Eksperimentide teostamisel aitasid: Leonard Mattisen, Martti Pärs • Täiendava toetuse eest: Eesti Nanotehnoloogia Arenduskeskus Uppsala Ülikool

More Related