AlN nanopulverus saturošs kompozītmateriāls – baltās gaismas starotājs
Dr.habil.phys. B. Bērziņa (LU CFI Platzonu materiālu laboratorija)
LU CFI Platzonu materiālu laboratotijā tiek pētītas paltzonu nitrīdu (AlN, hBN), oksīdu Al2O3, ZnO) un citu materiālu (C, dimanti) spektrālās īpašības, eksperimentāli mērot luminiscences spektrus, to optiskās ierosmes spektrus un absorbcijas spektrus plašā spektru diapazonā, kas ietver UV, redzamo un IR gaismu. Mērījumus ir iespējams veikt pie dažādām temperatūrām rajonā no 8 līdz 300 K. Pētījumu mērķis ir izprast luminiscences procesus un to mehānismus, ko rada materiālu pamatvielas un tajā esošo defektu ierosinājums, kā arī izvērtēt šo materiālu iespējamo praktiskopielietojumu dažādās ierīcēs.
Jau daudzus gadus laboratorijā tiek pētītas AlN spektrālās īpašības, lietojot dažādi strukturētus materiālus: AlN keramiku, makro izmēru pulverus, nanostieņus, nanoadatas un nanopulverus. Pētījumu rezultātā ir noskaidrots, ka šiem materiāliem raksturīga ir divu veidu zilāluminiscence (~400 nm un 480 nm) un par to atbildīgi ir paraugos esoši skābekli saturoši dabīgi defekti. Samazinoties AlN grauda izmēriem, palielinās 480 nm luminiscences īpatsvars. AlN nanopulveros pārsvarā novērojama tikai 480 nm luminiscence. Bez tam materiālā ir iespējams ievadīt dažādus piemaisījumu jonus, kam raksturīga ir sava luminiscence. Piemēram, Mn piemaisījumam ir raksturīga sarkana luminiscence (600 nm), Tb – zaļa (~550 nm).
Dažādas krāsas luminiscences ir iespējams izmantot, lai izveidotu baltās gaismas starotāju. Ir zināms, ka balto gaismu veido trīs starojumu krāsu - zila, zaļa vai dzeltena un sarkana sajaukums. Baltās gaismas starotāja izveidei tika izvēlets AlN, AlN-Tb un AlN-Mn nanopulveru maisījums, kas tika fiksēts PMMA (plimetil metkrilats) matricā, veidojot attiecīgu kompozītmateriālu. Attiecīgo sastāvdaļu optimālās proporcijas tika piemeklētas veicot spektrālos mērījumus. Rezultātā tika izveidots AlN saturošs kompozītmateriāls – baltās gaismas starotājs, kas ir ierosināms ar UV gaismu 250 – 300 nm spektra rajonā, un varētu tikt izmantots luminiscentās lampās.
Pētījuma rezultāti ir apkopoti iesniegtā Eiropas patentā.
