Luminiscences procesi ar dažādiem retzemju elementiemaktivētā NaLaF4 matricā
Jurģis Grūbe, LU CFI pētnieks
Darba vadītājs: Dr. phys. Anatolijs Šarakovskis, Dr. habil. phys. Māris Spriņģis
Augšup-pārveidotā luminiscence ir process, kad fotonus ar mazāku enerģiju (parasti infrasarkanā starojuma) pārvērš fotonos ar lielāku enerģiju (redzamās gaismas daļā un ultravioletajā starojumā). Augšup-pārveidotā luminiscence var tikt izmantota dažādos veidos, piemēram, cietvielu lāzeros, temperatūras sensoros, dažādos gaismas avotos,tai skaitā baltās gaismas simulācijā, Saules bateriju efektivitātes uzlabošanā un citur. Lai augšup-pārveidotā luminiscence varētu norisināties ar lielāku efektivitāti, ir nepieciešams atrast tam piemērotu materiālu. Viens no šādiem materiāliem varētu būt NaLaF4, bet literatūrā ir atrodami tikai daži pētījumi saistībā ar luminiscencesprocesiem šajā materiālā.
Šajā darbā tika pētīta Er3+ tradicionālā un augšup-pārveidotā luminiscence NaLaF4 matricā. Tiks apskatīts, kā Er3+ koncentrācija ietekmē luminiscences procesus un kas par enerģijas relaksācijas mehānismiem ir atbildīgi par luminiscences koncentrācijas dzēšanu.
Luminiscences mērījumi, kas ir veikti zemajās temperatūrās (~15K), parāda, ka Er3+var iebūvēties vairākās neekvivalentās vietās NaLaF4 kristāliskajā režģī. Starp šiem Er3+, kas ir iebūvējušies dažādajās vietās kristāliskajā režģi, tiek novērota enerģijas pārdeve.
Aktivējot NaLaF4 ar Yb3+, Tm3+ un Er3+, ir iespējams iegūt dažādu krāsu augšup-pārveidoto luminiscenci. Tiks parādīts, ka, mainot retzemju elementu koncentrācijas un ierosmes starojuma viļņa garumu, ir iespējams mainīt augšup-pārveidotās luminiscences krāsu.
Ātro jonu izraisītie struktūras un mikromehānisko īpašību modifikācijas procesi platzonas jonu kristālos
Roberts Zabels, LU CFI pētnieks
Promocijas darba vadītājs Dr.habil.fiz. Jānis Maniks
Viens no moderno tehnoloģiju attīstības virzieniem ir ātro jonu izmantošana materiālu optisko, elektrisko, mehānisko u.c. īpašību uzlabošanai, materiālu nanostrukturēšanai u.c. materiālzinātnes uzdevumu risināšanai. Apstarošana jonu treku veidošanās režīmā paver perspektīvas lokālai iedarbībai, kas aktuāla nanotehnoloģiju, mikroelektronikas, medicīnas u.c. jomās.
Promocijas darbs veltīts ātro jonu apstarošanas izraisīto struktūras un mikromehānisko īpašību izmaiņu izpētei platzonas jonu kristālos, galvenokārt LiF kā plaši izmantotā modeļa materiālā gan radiācijas defektu, gan arī dislokāciju procesu izpētē. Struktūras pētījumos blakus ASM, SEM un rentgendifrakcijas metodēm plaši izmantota instrumentērtās nanoindentēšanas metode, kura ir jutīga pret defektu agregātiem un raksturojas ar mērījumu lokalitāti.
Darbā izpētīta dislokāciju veidošanās un dislokāciju struktūras evolūcija LiF kristālos, apstarojot ar GeV enerģijas smagajiem kompleksus trekus veidojošiem joniem (U, Au, Kr). Atrasts, ka pie noteiktiem apstarošanas parametriem jonu trekos veidojas apstarošanas virzienā orientēta nanostruktūra ar kolonveida bloku struktūrai raksturīgām iezīmēm. Parādīts, ka atšķirībā no smagajiem joniem, vieglie joni (S, C) ar līdzīgu specifisko enerģiju (~11 MeV uz nuklonu) rada ar dislokācijām bagātu struktūru, neveidojot nanostruktūras.
Gan nanostruktūra, gan dislokācijām bagātā struktūra uzrāda augstu cietību, pie augstām dozām sasniedzot piesātinājumu 3.5-4.5 GPa diapazonā, kas aptuveni trīskārt pārsniedz neapstarota materiāla cietību. Noskaidrots, ka cietības „griestu” veidošanos izraisa pāreja no plastiskās deformācijas dislokāciju mehānisma uz lokalizētu bīdes zonu veidošanās mehānismu, kas radniecīgs metāliskos stiklos novērotajam un balstās uz bīdes zonā notiekošajiem atomāro pārkārtojumu procesiem.
Pētītas ātro jonu izraisītās struktūras un mikromehānisko īpašību izmaiņas dažos nukleārās tehnoloģijās izmantojamos materiālos (MgO, grafīts). Rezultāti no mikromehānisko īpašību viedokļa raksturo šos materiālus kā izturīgus pret apstarošanu ar augstām dozām. Iegūto rezultātu novitātes ir apstarotajā grafītā atrastā transformēšanās specifiskā stiklveida ogleklī (oglekļa nanostrukturēta sp2 forma) ar augstu cietību un Junga moduli un MgO kristālos novērotais būtiskais nukleārā (sadursmju) mehānisma ieguldījums defektu veidošanā un cietināšanās efektā.
