| Nr. | Darba uzdevumi | Galvenie rezultāti |
|---|---|---|
| 1. | Elektroforēzes tehnoloģiskā procesa pielietošana stikla šķiedras auduma pārklāšanai ar nanodaļiņām. | Izveidota cirkulāras plūsmas laboratorijas iekārta elektroforētiskai stikla šķiedras auduma pārklāšanai ar nanodaļiņām. 1 referāts starptautiskajā konferencē. |
2. | TiO2 nanodaļiņu funkcionālo pārklājumu iegūšana uz stikla šķiedras auduma. | Iegūti TiO2 un TiO2-WO3 funkcionālie pārklājumi uz stikla šķiedras auduma. |
| 3. | AlN nanopulveru luminescences un ierosmes spektru izpēte temperatūru rajonā no 10 līdz 300 K. | Projekta izpildes gaitā eksperimentāli tika veikti spektrālie luminiscences pētījumi AlN nanopulverim, kas ir sintezēts RTU NĶI. Tika izpētīti materiāla luminiscences un to ierosmes spektri plašā temperatūru rajonā no 10 līdz 300 K, kas ļāva noteikt luminiscences centru uzbūvi (F centri), izzināt luminiscences mehānismus un pozitīvi izvērtēt materiāla pielietojamību skābekļa gāzes detektoros. 1 referāts starptautiskajā konferencē. |
| 4. | Na1/2Bi1/2TiO3 cieto šķīdumu sintēze, struktūranalīze, elektromehānisko un termoelektrisko īpašību pētījumi. | Piedāvāta konsekventa struktūras un dielektrisko īpašību interpretācija NBT-CaTiO3 cietajiem šķīdumiem. Parādīts, ka raksturīgais e'(T) lēciens, kas novērots NBT un NBT cietajos šķīdumos, atbilst pirmā veida fāžu pārejai starp ortorombisko un tetragonālo fāzi. |
| 5. | Ar retzemju joniem aktivētu komplekso oksīdu izpēte: nanopulveri, pārklājumi un keramikas. | Izveidota iekārta un izstrādāta metodika Al2O3, ZnO, ZrO2 oksīdu pārklājumu iegūšanai. 1 referāts lokālajā konferencē. 2 referāti LU CFI semināros. 2 maģistra darbi. |
| 6. | Paraugu sintēze, izmantojot iepriekš sagatavotās sintēzes metodikas gaismas jutīgu nanostruktūru iegūšanai. | Veikta gaismas jutīgu nanostruktūru paraugu sintēze. 3 referāti starptautiskajās konferencēs. 1 metodika. |
| 7. | Nanomateriālu lielas virsmas struktūras iegūšana un analīze, izmantojot iepriekš izpētīto tehnoloģiju. | Ir iegūti lielas virsmas nanomateriāli un analizētas to struktūra un īpašības. 1 referāts starptautiskajā konferencē. 1 maģistra darbs. |
| 8. | Oglekļa bazēto nanoaeroželēju un nanopūtu teorētiskie pētījumi un modelēšana. Dažādas kvalitātes ietekmes (t.sk. spēka lokālas slodzes neorganiskās un organiskās vielas) kā arī adsorbcijas modelēšana uz grafēna un oglekļa nanocauruliem nanoieriču prototipos. | Oglekļa nanocauruļu un grafēna nanolentes izgatavošanas morfoloģija intensificēta ar magnētisko lauku ir nozīmīga magnētiskās orientācijas aprakstam efektīvās saitēs. Ir konstatēts, ka gan nanocauruļu, gan nanolenšu struktūras atbilst nepieciešamiem nosacījumiem topošajās nanosensoru ierīcēs. 1 zinātniskais raksts. 1 referāts starptautiskajā konferencē. |
| 9. | Neorganisko TiO2 un SrTiO3 nanocauruļu un nanovadu modelēšana. Izolēto metālisko FexPt1-x nanoklasteru teorētiskie pētījumi. Inkorporēto uz fcc-Fe režģi Y2O3 nanoklasteru modelēšana. | Nanoelektrodu materiāla modifikācija, aizvietojot nelielu daudzumu skābekļa un/vai metālu oksīdu sastāvdaļas ar attiecīgiem katjonu un/vai anjonu atomiem, būs galvenais mehānisms lai palielinātu gaismas absorbciju kā arī fotokatalītisko un foto – pārveidošanas efektivitāti. 2 maģistra darbi. 1 zinātniskais raksts. |
| 10. | Perovskītu oksīdu cietu šķīdumu termodinamiskās stabilitātes analīze kurināmām šūnām. Kubiskās fāzes stabilitātes temperatūras diapazona pareģošana un tās atkarība no nestehiometrijas. | Ir izstrādāta jauna metodika modern perovskītu materiālu stabilitātei atkarībā no ārējiem parametriem (temperatūras un gazes parciālā spiediena). Teorētiski paredzētie perovskītu cieto šķīdumu stabilitātes nosacījumi tiks izmantoti cieto oksīdu kurināmo šūnu katodu pielietojumos. 1 zinātniskais raksts. |
| 11. | Nanostrukturēšanās un dislokāciju veidošanās procesi ar MeV enerģijas joniem apstarotos oksīdos un halogenīdos. | Ir izpētīti dislokāciju veidošanās mehānismi oksīdos un halogenīdos. 2 zinātniskie raksti. |
| 12. | Nanokristālu struktūras pētījumi termiski apstrādātos oksīdu stiklos. | Veikti nanokristālu struktūras un luminiscento īpašību pētījumi ar retzemju joniem aktivētās oksifluorīdu stiklu keramikās. 1 referāts starptautiskajā konferencē. 2 maģistra darbi. |
| 13. | Ar Eu2+ un Eu3+ aktivētu SrF2 saturošu oksifluorīdu stiklu un stikla keramikas spektroskopisko īpašību izpēte. | Ir iegūta un izpētīta fluorīdu nanokristālus saturoša oksifluorīdu stikla keramika. Sagatavots referāts LU CFI konferencei. |
| 14. | SnO (ZnO) nanovadu sintēze un SnO (ZnO)-WO3 sistēmas veidnes izstrāde. | Tika sintezēti SnO (ZnO) nanovadi un izstrādāta SnO (ZnO)- WO3 sistēmas veidne. Sagatavots 1 zinātniskais raksts. 2 referāti starptautiskajās konferencēs. |
| 15. | Vara nitrīda plāno kartiņu izgatavošana ar magnetrona izputināšanās metodēm un polikristāliskā vara nitrīda rentgenabsorbcijas spektroskopijas pētījumi. | Izgatavots vara nitrīda materiāls uz izpētīta tā struktūra. 1 zinātniskais seminārs. 2 referāti starptautiskajās konferencēs. 2 zinātniskie raksti. |
| 16. | Ar lāzera starojumu iegūto nanodaļiņu optisko un elektrisko īpašību pētīšana. | Tika parādīta iespēja ar Nd:YAG lāzera starojumu vadīt ZnO kristāla vadītspēju. Tika novērota pieckārtēja ZnO kristāla vadītspējas palielināšanās pēc apstarošanas ar lāzeru. 4 referāti starptautiskajās konferencēs. Sagatavots 1 zinātniskais raksts. |
| 17. | Stabilu, kontrolējamas grafēna ieguves metodikas izstrāde ar oglekļa šķīdināšanu - izgulsnēšanu no Ni pulvera. | Ir izstrādāta grafēna iegūšanas metodika. |
| 18. | Cirkonija oksīda un mullīta nanokompozītu sintēze un konsolidācija. | Izstrādātas mullīta-ZrO2(Y2O3) kausēto sāļu, sola-gēla un plazmasķīmiskā nanodaļiņu sintēzes metodes un salīdzināti iegūto daļiņu parametri un to sablīvēšanas aktivitāte dzirkstsizlādes plazmā (SPS) vakuumā 1400-1500 oC temperatūrā. 1 referāts starptautiskajā konferencē. |
| 19. | Cirkonija oksīda-cērija oksīda nanokompozītu fāžu sastāvs atkarībā no sintēzes metodes, cērija oksīda koncentrācijas un konsolidācijas režīma. | Pētījumos ar nolūku salīdzināt produktu parametrus un to konsolidācijas aktivitāti attīstīta ar cērija oksīdu stabilizēta cirkonija oksīda nanodaļiņu sintēze no to sāļu šķīdumiem, lietojot mikroviļņu, kausēto sāļu un sola-gēla pašdegšanas metodes. Sagatavots 1 zinātniskais raksts. 1 referāts starptautiskajā konferencē. |
| 20. | Aktīvu fotokatalizatoru izstrāde sistēmās SrTiO3/SrAlxO4, SrTiO3/TiO2, Zr/Me, MeO. | Ar solu-gēlu metodi, lietojot pašdegšanas aģentus (citronskābi, urīnvielu un glicīnu) no Sr, Al nitrātu un retzemju elementu Eu un Dy nitrātu un H3BO3 šķīdumiem iegūtas stroncija alumināta nanodaļiņas (sāļu maisījumus silda līdz 600 oC, kad novēro pašaizdegšanos). 1 referāts starptautiskajās konferencē. Sagatavots 1 zinātniskais raksts. 1 maģistra darbs. |
| 21. | Bismuta telurīda un bismuta selenīda nanostruktūru sintēzes un topoloģiskā dielektriķa īpašības. | Ir sintezētas bismuta telurīda un selenīda nanostruktūras un pētītas to topoloģiskā dielektriķa īpašības. 1 zinātniskais raksts. 2 referāti starptautiskajās konferencēs. |
| 22. | Grafēna ZnO slāņainu kārtiņu veidošana un īpašības. | Ir izveidotas grafēna-ZnO kārtiņu struktūras un izpētītas to īpašības. Iesniegts 1 zinātniskais raksts. 8 referāti starptautiskajās konferencēs. 3 referāti lokālajās konferencēs. |
| 23. | Bi2S3 nanovadu sensoru īpašības. | Ir izpētītas Bi2S3 nanovadu sintēzes procesi un izpētītas materiāla sensoru īpašības. 4 referāti starptautiskajās konferencēs. |
| 24. | Plānu kārtiņu termoelektrisko īpašību pētniecisko metožu izstrādāšana. Eksperimentālās iekārtas izgatavošana un metodikas Zēbeka koeficienta noteikšanai izstrāde. | Ir izstrādāta plāno kārtiņu termoelektrisko īpašību noteikšanas metode un izgatavota eksperimentālā iekārta Zēbeka koeficienta noteikšanai. 1 metodika. 1 iekārta. |
| 25. | Ar lantanoīdiem aktivētu nanoizmēra komplekso fluorīdu sintēze un spektroskopisko īpašību izpēte. | Ir sintezēti nanoizmēra kompleksie fluorīdi un noteiktas to luminiscences īpašības. Sagatavots referāts LU CFI konferencei. |
| 26. | Aktivētus heksagonālos fluorīdus saturošu stiklu un stikla keramiku sintēze un spektrāli-kinētisko īpašību raksturošana. | Ir iegūta un izpētīta heksagonālus NaYF4 nanokristālus saturoša oksifluorīdu stikla keramika. 1 referāts starptautiskajā konferencē. 1 zinātniskais raksts. |
2. projekta 2. posmā bija izvirzīti 26 uzdevumi. Lai gan kopumā projekta realizācijas laikā projekta uzdevumi ir izpildīti, samazināta finansējuma dēļ (~18%) diemžēl ir cietusi izpildes kvalitāte. Zemāk ir sniegts raksturojums dažiem rezultātiem kopā ar to zinātnisko un praktisko nozīmību.
Mūsdienās aktuāli tiek meklēti jau tradicionālajiem materiāliem arvien jaunas, pēc dažādām metodēm iegūtas, materiālu kombinācijas, kuru iegūšana būtu samērā lēta un vienkārša, taču tie spētu plašos pielietojumos daudz vairāk izmantot Saules enerģiju. Elektroforētiski iegūts TiO2–WO3 divkomponentu savienojuma pusvadītāju materiāls atbilst augstākminētajām prasībām, jo abi metāla oksīdi ir viegli iegūstami, elektroforētiskā nogulsnēšanas metode salīdzinājumā ar citām plāno kārtiņu iegūšanas metodēm ir ievērojami vienkāršāka un lētāka, kas vienkāršo laboratorijas tehnoloģiju pārnesi uz industriju. Iegūtie materiāli ir aktīvi pret Saules gaismu, tādējādi pārklājumi to fotokatalītisko īpašību dēļ izmantojami ūdens un gaisa attīrošajām tehnoloģijām.
Projekta ietvaros attīstītas un pielietotas spektrāli-kinētisko pētījumu metodikas ar augstu spektrālo izšķiršanu. Šo metodiku pielietošana ļāva iegūt jaunas zināšanas ar retzemju joniem aktivēto komplekso oksīdu īpašībās. Uzsākti termostimulētas luminiscences pētījumi, kuri ļauj iegūt materiālus luminiscento dozimetru izstrādei. Galvenā uzmanība pievērsta nanostrukturētiem materiāliem – pārklājumiem un keramikām.
Izmantojot modelēšanu, noteikts, ka oglekļa nanocauruļu un grafēna nanolentes izgatavošanas morfoloģija intensificēta ar magnētisko lauku ir nozīmīga magnētiskās orientācijas aprakstam efektīvās saitēs. Ir konstatēts, ka gan nanocauruļu, gan nanolenšu nanostruktūras atbilst nepieciešamiem nosacījumiem topošajās nanosensoru ierīcēs.
Veicot fotokatalītisku materiālu teorētisko modelēšanu, noteikts, ka nanoelektrodu materiāla modifikācija, aizvietojot nelielu daudzumu skābekļa un/vai metālu oksīdu sastāvdaļas ar attiecīgiem katjonu un/vai anjonu atomiem, ir galvenais priekšnoteikums, lai palielinātu gaismas absorbciju kā arī fotokatalītisko un foto – pārveidošanas efektivitāti.
Ir izstrādāta jauna metodika moderno perovskītu materiālu stabilitātei atkarībā no ārējiem parametriem (temperatūras un gāzes parciālā spiediena). Teorētiski paredzētie perovskītu cieto šķīdumu stabilitātes nosacījumi tiks izmantoti cieto oksīdu kurināmo šūnu katodu pielietojumos.
Apkopoti rezultāti par nanostruktūru veidošanos LiF kristālos, apstarojot tos ar augstas enerģijas smagajiem joniem. Noskaidrots, ka 300 K temperatūrā apstarotos kristālos nanostrukturēšanās saistāma ar nanoizmēra starpmezgu dislokāciju cilpu veidošanos un dislokāciju struktūras sakārtošanos. Nanoindentēšanas dati liecina, ka dislokāciju uzkrāšanos pavada ievērojama cietības palielināšanās. Veikti struktūras evolūcijas pētījumi gar jonu trajektoriju ar ātrajiem (MeV) Xe joniem apstarotā LiF. Rezultāti apstiprina elektronisko enerģijas zudumu mehānisma dominējošo lomu dislokāciju veidošanā. Novitāte ir novērotais ievērojamais nukleāro zudumu mehānisma ieguldījums nanodefektu veidošanā jonu noskrējiena beigu daļā. Projekta turpinājumā plānots pētīt struktūras un mikromehānisko īpašību modifikācijas procesus ar vieglajiem (12C) joniem apstarotā LiF. Galvenā uzmanība tiks veltīta pētījumiem augstu apstarošanas dozu apgabalā. Pētāmo problēmu lokā ir arī šiem joniem raksturīgais krāsu centru un nanodefektu veidošanās efekts apgabalā, kas pārsniedz jonu iespiešanās dziļumu.
Noskaidrota nanokristālu struktūra un izmēri dažādās temperatūrās apstrādātos CaF2, SrF2 un NaLaF4 saturošos ar retzemju joniem aktivētos oksifluorīdos. Pirmo reizi iegūta NaYF4 nanokristālus saturoša stikla keramika. Plānots turpināt darbu pie divu aktivatoru luminiscences izpētes nanokristālus saturošos oksifluorīdos.
Veiksmīgi pabeigti sagatavošanas etapi (SnO un ZnO nanovadu sintēze ar termiskās iztvaikošanas metodi un WO3 slāņu uzputināšana uz nanovadiem ar magnetrona palīdzību). Kodola-apvalka SnO (ZnO)-WO3 nanovadi var tikt izmantoti kā gāzu un pH sensori. ZnO-WO3 struktūras var izmantot kā elektrohromos pārklājumus. Tika izveidots pilnīgi jauns materiāls – kodola-apvalka ZnO-WS2 nanovadi, sulfurizējot WO3 apvalku augstā temperatūrā. Nākamais solis ir šīs nanoheterostruktūras sintēzes parametru optimizēšana. Šiem nanovadiem ir svarīga zinātniski-praktiskā nozīme, jo tie var tikt pielietoti fotoinducētai ūdens sadalīšanai un Saules bateriju veidošanai.
Ar līdzstrāvas magnetrona izputināšanās metodēm pagatavotas vara nitrīda plānas kartiņas, un veikti polikristāliska vara nitrīda rentgenabsorbcijas spektroskopijas pētījumi atkarībā no temperatūras un spiediena. Vara nitrīda plānās kārtiņas ir aktuāli daudzfunkcionālie materiāli, kuri ir piemēroti pielietošanai optiskajā atmiņā, optiskajā litogrāfijā, viedajos spoguļos, sensoros, ka arī fotoelementos un fotoelektroķīmiskās saules šūnās.
Ar izstrādāto bezkatalizatoru bismuta selenīda un telurīda nanostruktūru sintēzes metodi iegūtie toploģisko dielektriķu bismuta selenīda nanovadi uzrāda ļoti augstu kustīgumu ap 8000 cm2/Vs un virsmas vadāmība sastāda 55% no kopējās vadāmības. Izstrādātas metodes bismuta selenīda nanoplāksnīšu ar dažādām orientācijām attiecībā pret grafēna virsmu sintēzei. Parādīts, ka uz grafēna sintezētās struktūras uzrāda termoelektrisku efektu un ir fotojutīgi materiāli un nākotnē var tikt izmantotas termoelektrisku ierīču veidošanai. Nākošos projekta izstrādes posmos notiks dažādu formu (nanovadi, nanolentes, dažāda biezuma nanoplāksnītes) topoloģisko dielektriķu sintēzes metožu attīstīšana, izmantojot pamata izejvielas (Bi, Se, Te, Sb) dažādās kombinācijās un dopantus, kuri ļaus kontrolēt lādiņnesēju kustīgumu un tipu sintezētās nanostruktūrās. Tiks veikt augšanas mehānisma uz dažādām virsmām izpēte un sintezēto nanostruktūru termoelektrisko un sensoru īpašību pētījumi.
Sadarbībā ar Francijas Osmoze institūtu tika sintezētas jaunas 100 nm biezas grafēna/ZnO slāņainas struktūras (nanolamināti), ar kopējo slāņu skaitu no 2 līdz 11. Izpētīta to struktūra un optisko īpašību maiņas atkarībā no ZnO starpslāņu biezuma. Optisko īpašību (absorbcija, fotoluminiscence) maiņa tiek saistīta ar lādiņnesēju pārnesi uz robežvirsmas grafēns/ZnO. Šādas struktūras ir perspektīvas pielietojumiem dažādu veidu sensoros, īpaši biosensoros. Turpmākajos projekta izpildes posmos tiks veikti lādiņnesēju pārneses uz grafēna/ZnO robežvirsmas mehānismu pētījumi un arī tiks veikta sensoru (ķīmisko, bioloģisko) īpašību pārbaude.
Bismuta sulfīda nanovadiem noskaidrota elektrovadāmības atkarība no relatīvā mitruma, un parādīts, ka mitruma ietekmē mainās vadāmība no n- uz p- tipu. Praktiskiem sensoru pielietojumiem turpmākiem eksperimentiem ieteicams izmantot ar vienu lādiņu nesēju tipu dopētus nanovadus. Turpmāk tiks detalizēti izpētīti efekti, kuri novērojami, pārslēdzoties starp dažādiem relatīvā mitruma lielumiem.
Nākošajos posmos tiks pētīts vēl viens slāņaino struktūru veids, kuš sastāv no ultranplānam anodizēta alumīnija oksīda membrānām, kuras ir pārklātas ar metāla kārtiņu. Tiks pētīta atstarošanās no substrāta virsmas un plazmonu rezonanses ietekme uz kopējo struktūru optisko atbildes reakciju atkarībā no poru diametra un garuma. Tiks testēti šāda tipa slāņaino struktūru pielietojumi sensoros.
Izstrādātas mullīta-ZrO2(Y2O3) kausēto sāļu, sola-gēla un plazmas ķīmiskā nanodaļiņu sintēzes metodes un salīdzināti iegūto daļiņu parametri un to sablīvēšanas aktivitāte dzirkstsizlādes plazmā vakuumā 1400-1500oC temperatūrā. Materiāli no plazmas ķīmiskās sintēzes procesa iegūtām daļiņām SPS procesā 1400oC temperatūrā 3 minūšu laikā sasniedz relatīvo blīvumu 99,1%. Materiāla porainība nepārsniedz 0,02% un cietība ir 13,0 GPa, graudu izmēri 0,8-1,4 µm. Tāda pat blīvuma materiālus no sola-gēla nanopulveriem dzirkstsizlādes plazmas procesā iegūst 1500 oC temperatūrā, cietība 13,5 GPa, graudu izmēri – 0,6-1,8 µm. Materiāliem, kas izstrādāti no kausēto sāļu sintēzē iegūtajiem nanopulveriem, raksturīgs mazāks relatīvais blīvums (94,6%), paaugstināta porainība (0,79%) un līdz ar to – mazāka cietība (11,9 GPa). Atšķirīgā sablīvēšanās aktivitāte skaidrojama ar grūti atdalāmiem sāļu piemaisījumiem produktos, kā arī ar palielinātu m-ZrO2 fāzes veidošanos sablīvēšanas procesā.
Pētījumos ar nolūku salīdzināt produktu parametrus un to konsolidācijas aktivitāti attīstīta ar cērija oksīdu stabilizēta cirkonija oksīda (CSZ) nanodaļiņu sintēze no to sāļu šķīdumiem, lietojot mikroviļņu (MW), kausēto sāļu (MS) un sola-gēla (SG) pašdegšanas metodes. MW un MS sintēzē iegūtas t-ZrO2 nanodaļiņas ar 3,3-5,8 nm lieliem kristalītiem, SG sintēzē – 8,2-9,4 nm. Zema MW sintēzes temperatūra, kā arī kausēto sāļu klātbūtne augstā temperatūrā MS metodē kavē kristalītu augšanu salīdzinājumā ar SG metodi. MS metodē veidojas divas stabilizētā cirkonija oksīda fāzes ar dažādu cērija oksīda saturu. Papildus nanodaļiņu karsēšana līdz 1000 oC palielina kristalītu izmērus līdz 20-25 nm, un tie ir maz atkarīgi no sintēzes metodes.
CSZ nanodaļiņu konsolidācija SPS procesā sākās 850-880 oC un 1280-1300 oC temperatūrā sasniedza maksimālo blīvumu 3 min laikā. Procesa paildzināšana līdz 6 min un temperatūras paaugstināšana līdz 1500 oC praktiski nemaina materiāla blīvumu. Mikroviļņu sintēzē iegūtām daļiņām piemita lielāka konsolodācijas aktivitāte un līdz ar to – arī lielāks materiāla relatīvais blīvums (97,2%). Materiālam raksturīga sīkgraudaina mikrostruktūra 0,5-1,0 µm).
Ar solu-gēlu metodi, lietojot pašdegšanas aģentus (citronskābi, urīnvielu un glicīnu) no Sr, Al nitrātu un retzemju elementu Eu un Dy nitrātu un H3BO3 šķīdumiem iegūtas stroncija alumināta nanodaļiņas (sāļu maisījumus silda līdz 600 oC, kad novēro pašaizdegšanos). Paraugus saberž un karsē N2 atmosfērā 900-1300 oC temperatūrā vienu stundu. Noteiktas iegūto nanodaļiņu īpašības. Iegūto paraugu īpatnējā virsma ir 11,9-39,9 m2/g un ir atkarīga no izmantotā degšanas aģenta. Papildus izkarsēto paraugu īpatnējā virsma ir 5,7-6,3 m2/g un praktiski nav atkarīga no degšanas aģenta. 900oC temperatūrā karsētie paraugi bez dominējošās Sr3Al2O4 fāzes satur arī SrAl4O7 fāzi. Paaugstinot temperatūru līdz 1300 oC iegūta Sr3Al2O4 fāze ar nelielu Sr4Al14O25 fāzes piemaisījumu; mazāku blakus fāzes piemaisījuma koncentrāciju nodrošina citronskābes un glicīna klātbūtne sintēzes procesā. Ar citronskābi sintezēto paraugu luminiscences intensitāte ir lielāka, salīdzinot ar pārējiem paraugiem, un ir maksimāla paraugiem, kas satur 1% Eu un 1% Dy. Lielāka retzemju elementu koncentrācija samazina luminiscences intensitāti.
Tika parādīta iespēja ar Nd:YAG lāzera starojumu vadīt ZnO kristāla vadītspēju. Tika novērota pieckārtēja ZnO kristāla vadītspējas palielināšanās pēc apstarošanas ar lāzeru ar intensitāti Ith1 = 3.2 MW/cm². Vienlaicīgi fotoluminiscence spektros tika konstatēts brīvo eksitonu intensitātes pieaugums un dziļā līmeņa emisijas joslas intensitātes samazināšanās. Šie rezultāti liecina par ZnO kristāla kvalitātes uzlabošanos. Tas nozīmē, ka lāzera starojums ar intensitāti Ith1 = 3.2MW/cm² ir pirmais lāzera intensitātes slieksnis, pie kura ZnO kristāla kvalitāte sāk pasliktināties. Palielinot lāzera starojuma intensitāti virs Ith2 = 212.0 MW/cm², uz apstarotas virsmas novērota plaisu veidošanās. Turklāt ZnO vadītspēja turpina palielināties un pārsniedz sākotnējo vērtību 300 reizes. Šī lāzera starojuma intensitāte ir ZnO kristāla bojājumu otrais slieksnis. Kopējā fotoluminiscences intensitāte strauji samazinās, it īpaši ap plaisām. Turpmākā lāzera starojuma intensitātes palielināšana līdz Ith3 = 290.0 MW/cm² noved pie "melnā ZnO" veidošanās uz apstarotas kristāla virsmas, ko var redzēt ar neapbruņotu aci. To izraisa Zn nanodaļiņu veidošanās ar diametru 40 nm. ZnO kristāla optisko un elektrisko īpašību izmaiņas pēc apstarošanas ar Nd:YAG lāzera starojumu var izskaidrot ar telpisku Zn starpmezglu atomu ģenerāciju un pārdali. "Melnais ZnO" veidojas tādēļ, ka pie noteiktas Zn starpmezglu atomu koncentrācijas notiek to aglomerācija.
Ar izstrādāto bezkatalizatoru bismuta selenīda un telurīda nanostruktūru sintēzes metodi iegūtie toploģisko dielektriķu bismuta selenīda nanovadi uzrāda ļoti augstu kustīgumu ap 8000 cm2/Vs un virsmas vadāmība sastāda 55 % no kopējās vadāmības. Izstrādātas metodes bismuta selenīda nanoplāksnīšu ar dažādām orientācijām attiecībā pret grafēna virsmu sintēzei. Parādīts, ka uz grafēna sintezētās struktūras uzrāda termoelektrisku efektu un ir fotojutīgi materiāli un nākotnē var tikt izmantotas termoelektrisku ierīču veidošanai. Nākošos projekta izstrādes posmos notiks dažādu formu (nanovadi, nanolentes, dažāda biezuma nanoplāksnītes) topoloģisko dielektriķu sintēzes metožu attīstīšana, izmantojot pamata izejvielas (Bi, Se, Te, Sb) dažādās kombinācijās un dopantus, kuri ļaus kontrolēt lādiņnesēju kustīgumu un tipu sintezētās nanostruktūrās. Tiks veikt augšanas mehānisma uz dažādām virsmām izpēte un sintezēto nanostruktūru termoelektrisko un sensoru īpašību pētījumi.
Sadarbībā ar Francijas Osmoze institūtu tika sintezētas jaunas 100 nm biezas grafēna/ZnO slāņainas struktūras (nanolamināti), ar kopējo slāņu skaitu no 2 līdz 11. Izpētīta to struktūra un optisko īpašību maiņas atkarībā no ZnO starpslāņu biezuma. Optisko īpašību (absorbcija, fotoluminiscence) maiņa tiek saistīta ar lādiņnesēju pārnesi uz robežvirsmas grafēns/ZnO. Šādas struktūras ir perspektīvas pielietojumiem dažādu veidu sensoros, īpaši biosensoros. Turpmākajos projekta izpildes posmos tiks veikti lādiņnesēju pārneses uz grafēna/ZnO robežvirsmas mehānismu pētījumi un arī tiks veikta sensoru (ķīmisko, bioloģisko) īpašību pārbaude.
Bismuta sulfīda nanovadiem noskaidrota elektrovadāmības atkarība no relatīvā mitruma, un parādīts, ka mitruma ietekmē mainās vadāmība no n- uz p- tipu. Praktiskiem sensoru pielietojumiem turpmākiem eksperimentiem ieteicams izmantot ar vienu lādiņu nesēju tipu dopētus nanovadus. Turpmāk tiks detalizēti izpētīti efekti, kuri novērojami, pārslēdzoties starp dažādiem relatīvā mitruma lielumiem.
Zinātniskie raksti (SNIP>1)
1. A. Sarakovskis, G. Krieke. Upconversion luminescence in erbium doped transparent oxyfluoride glass ceramics containing hexagonal NaYF4 nanocrystals. Journal of the European Ceramic Society, 2015, 35 (13), pp. 3665-3671.
2. J. Andzane, G. Kunakova, S. Charpentier, V. Hrkac, L. Kienle, M. Baitimirova, T. Bauch, F. Lombardi, and D. Erts. Catalyst-free vapour-solid technique for deposition of Bi2Te3 and Bi2Se3 nanowires/nanobelts with topological insulator properties, Nanoscale, 7, 15935 – 15944 (2015).
Zinātniskie raksti (SNIP<1)
1. Yu.N. Shunin, S. Bellucci, Yu.F. Zhukovskii, T. Lobanova-Shunina, N. Burlutskaya, and V.I. Gopeyenko, Modelling and simulation of CNTs- and GNRs-based nanocomposites for nanosensor devices. - Computer Modelling & New Technologies, 2015, 19(5A), p. 14-20.
2. E. Klotins, On time-resolved approach for phonon assisted interband transitions. - IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2015, 77, 012003 (pp. 1-9).
3. A. Kuzmin, A. Kalinko, A. Anspoks, J. Timoshenko, R. Kalendarev, "Study of copper nitride thin film structure", Latvian Journal of Physics and Technical Sciences (2015), pieņemts publicēšanai
4. A.N. Trukhin, K. Smits, J. Jansons, A. Kuzmin, Luminescence of polymorphous SiO2, Radiation Measurements (2015), DOI:10.1016/j.radmeas.2015.12.002, pieņemts publicēšanai
5. K. Schwartz, J. Maniks, I. Manika. A review of color center and nanostructure creation in LiF under heavy ion irradiation. Phys. Scr. 90 (2015) 094011.
Konferences rakstu krājumi
1. Yu.N. Shunin, Yu.F. Zhukovskii, V.I. Gopeyenko, N. Burlutskaya, T. Lobanova-Shunina, and S. Bellucci, CNTs- and GNRs-based electromagnetic and spintronic devices: Models and simulations. - Proc. Internat. Conf. „Physics, Chemistry and Application of Nanostructures (Nanomeeting-2015, Minsk, Belarus)” (Eds. V.E. Borisenko, S.V. Gaponenko, V.S. Gurin, and C.H. Kam; World Scientific, New Jersey, London, Singapore, Beijing, Shanghai, Hong Kong, Taipei, Chennai), 2015, p. 207-210.
Referāti starptautiskājās zinātniskajās konferencēs
1. B. Berzina, “Blue luminescence of AlN powders”, International conference FM&NT 2015, Vilnius, Lithuania; 5.-8.10.2015.
2. P. Lesnicenoks, J. Zemitis, L. Grinberga, G. Chikvaidze, J. Kleperis, M. Urbonavičius, S. Tučkute, D. Milčius, Elaboration of graphitic nanosheet structures for hydrogen binding, 17th international conference-school Advanced materials and technologies 2015; Palanga, Lithuania 27.-31.08.2015.
3. A. Knoks, J. Kleperis, L. Grinberga, I.Grauduma, Structural, optical and photo-electrochemical research of anodised TiO2 nanotube arrays, International conference FM&NT 2015, Vilnius, Lithuania; 5.-8.10.2015.
4. A. Knoks, J. Klepersi, L. Grīnberga, Anodization pre-treatment influence on grows facilities of TiO2 nanotube arrays, International conference EuroNanoForum 2015, Riga, Latvia; 10.-12.06.2015.
5. A. Knoks, J. Kleperis, L. Grīnberga, Photoactivity of anodized TiO2 nanostrusctures, 17th international conference-school Advanced materials and technologies 2015; Palanga, Lithuania 27.-31.08.2015.
6. International Conference NANOMEETING-2015 (Minsk, Belarus, May, 2015). Yu.N. Shunin, Yu.F. Zhukovskii, V.I. Gopeyenko, N. Burlutskaya, T. Lobanova-Shunina, and S. Bellucci, "CNTs- and GNRs-based electromagnetic and spintronic devices: Models and simulations". Abstract: p. 207.
7. 11th International Conference "Functional Materials and Nanotechnologies" (Vilnius, Lithuania, October, 2015). Yu.N. Shunin, S. Bellucci, Yu.F. Zhukovskii, T. Lobanova-Shunina, N Burlutskaya, and V.I. Gopeyenko, “Modeling and simulation of CNTs- and GNRs-based nanocomposites for nanosensor devices”.
8. 13th International Conference "Information Technologies and Management" (Riga, Latvia, April, 2015). Yu.F. Zhukovskii, R.A. Evarestov, and A.V. Bandura, “Photocatalytic efficiency of SrTiO3 nanowires: ab initio modeling”. Abstract: p. 22-23.
9. E-MRS 2015 Spring Meeting, Symposium B (Lille, France, May, 2015). A. Chesnokov, O. Lisovski, D. Bocharov, S. Piskunov, and Yu.F. Zhukovskii,“Ab initio simulations on pristine and doped TiO2 anatase (101) nanotubes”. – Abstract: B/P1.7.
10. EuroNanoForum-2015 (Riga, Latvia, June, 2015). A. Chesnokov, O. Lisovski. S. Piskunov, D. Bocharov, and Yu.F. Zhukovskii, “Photocatalytic properties of doped TiO2 nanotubes: Prediction from first principles”.
11. E-MRS 2015 Spring Meeting, Symposium N (Lille, France, May, 2015). E.A. Kotomin, M.M. Kuklja, D. Fuks, Yu.A. Mastrikov, and J. Maier,“Structural stability of complex perovskites for solid oxide fuel cells from first principles calculations”. – Abstract: N/P2.35.
12. 28th International Conference on Defects in Semiconductors (Helsinki, Finland, July, 2015). R.I. Eglitis and S. Piskunov, First principles hybrid DFT calculations of F centers in SrZrO3 bulk and (001) surfaces, as well as SrTiO3/BaTiO3 and SrZrO3/PbZrO3 (001) interfaces. Abstracts: p.30.
13. E-MRS 2015 Fall Meeting, Symposium J (Warsaw, Poland, September, 2015). D. Gryaznov, M. Arrigoni, E.A. Kotomin, and A.I. Popov, "Hybrid DFT calculations of the electronic and phonon properties of defects in perovskite oxides". Abstract: J6.
14. J.Timoshenko, "Temperature-dependence of copper nitride lattice dynamics probed by EXAFS spectroscopy and evolutionary algorithm", E-MRS 2015 Spring Meeting, (Lille, France, May, 2015).
15. J.Timoshenko, "Reverse Monte Carlo/evolutionary algorithm approach for the analysis of EXAFS data from distant coordination shells of crystalline materials", "RMC-6", 17.-19.09.2015, Budapest, Hungary.
16. M.Rublans, G.Bajars, I.Liepina, J.Gabrusenoks, A.Lusis, E.Pentjuss (2015) Structure, optical and photocatalytic properties of TiO2-WO3 composite films prepared by electrophoretic deposition. Book of Abstracts: Smart and Green Interfaces Conference – SGIC2015, Belgrade, Serbia, p.92. Smart and Green Interfaces Conference – SGIC2015 joint with COST MP1106 Annual MC meeting.
17. M. Kemere, J. Sperga, U. Rogulis, J. Grube, G. Krieke, Photoluminescence properties of double RE doped oxyfluoride glasses and glass-ceramics, International Conference LUMDETR’2015, Tartu, Estonia.
18. A. Sarakovskis, L. Grinberga, M. Osis, G. Krieke, G. Doke, J. Grube, M. Springis. Upconversion luminescence in rare-earth doped oxyfluoride materials. International conference FM&NT 2015, Vilnius, Lithuania; 5.-8.10.2015., Abstract Book, p. 27. (invited)
19. B. Polyakov, S. Vlassov, L. Dorogin, J. Butikova, M. Antsov, R. Zabels, R. Lõhmus, Synthesis and Processing of Metal Nanowires, June 10-12, 2015, Euronanoforum-2015, Rīga, Latvia
20. J. Butikova, B. Polyakov, S. Vlassov, R. Lõhmus, Conditioning of Metal Nanowires in Liquids by Laser Processing, June 10-12, 2015, Euronanoforum-2015, Rīga, Latvia
21. J. Andzane, G. Kunakova, M. Baitimirova, S. Charpentier, F. Lombardi, D. Erts. Bi2Te3 and Bi2Se3 nanostructures: synthesis, topological insulator and thermoelectric properties. The International conference “Functional materials and nanotechnologies”, 5-8 October 2015, Vilnius, Lithuania. (invited)
22. G. Kunakova, S. Charpentier, J. Andzane, T. Bauch, F. Lombardi, D. Erts, Magnetotransport Characterisation of the Bismuth Selenide Nanowires, The 17th International Conference-School “Advanced Materials and Technologies 2015”, 27-31 August 2015, Palanga, Lithuania. poster
23. J. Andzane, M. Baitimirova, R. Poplausks, D. Erts. Graphene/bismuth chalcogenide composites for thermoelectric applications. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
24. M. Baitimirova, R. Viter, J. Andzane, D. Erts, M. Bechelany. Fabrication and characterization of ZnO/Graphene layered structures. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
25. A. Ramata-Stunda, I. Andersons, M. Baitimirova, G. Petersons, U. Malinovskis, I. Muiznieks, J. Andzane, D. Erts, Cell adhesion and proliferation stimulating properties of fluorgraphene. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
26. G. Petersons, E. Mamis, M. Baitimirova, J. Andzane, D. Erts, Resistivity of CVD graphene monolayers vs its preparation parameters. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
27. I. Petersons, E. Mamis, M. Baitimirova, J. Andzane, M. Zubkins, J. Purans, A. Tamuleviciene, D. Erts. Impact of copper substrate pre-treatment on Hall mobility of graphene grown by CVD method. The 17th International Conference-School “Advanced Materials and Technologies 2015”, 27-31 August 2015, Palanga, Lithuania.
28. I. Andersons, A. Ramata-Stunda, M. Baitimirova, G. Petersons, U. Malinovskis, I. Muižnieks, J. Andzane, D. Erts, Production, Characterization of Fluorgraphene – Fluorgraphite Coatings and Their Applications for Biological Cell Adhesion and Proliferation Stimulation, The 17th International Conference-School “Advanced Materials and Technologies 2015”, 27-31 August 2015, Palanga, Lithuania.
29. E. Mamis, M. Baitimirova, G. Petersons, J. Andzane, D. Erts, Impact of Copper Substrate Pre-treatment on Hall Mobility of Graphene deposited by CVD method, The 17th International Conference-School “Advanced Materials and Technologies 2015”, 27-31 August 2015, Palanga, Lithuania.
30. D. Erts. Carbon nanomaterials for research and Technologies. The International conference “Innovative Materials for the Development of the Baltic Region National Economy”, 16 December 2015, Riga, Latvia. conference.birti.eu (invited)
31. I. Bite, G. Kunakova, R. Meija, J. Prikulis, J. D. Holmes, Donats Erts. Transport properties of the Bi2S3 nanowires for realisation in humidity sensors. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
32. A. Viksna, J. Katkevics, G. Kunakova, J. D. Holmes and D. Erts. Electrochemical impedance spectroscopy for characterisation of templated nanowire arrays. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
33. G. Kunakova, R. Meija, J. Prikulis, J. D. Holmes, F. Lombardi, D. Erts. Study of the charge transport properties in bismuth sulphide nanowires. The 17th International Workshop on Nanoscience and Nanotechnology “NANO 2015”, 27-28 November 2015, Sofia, Bulgaria
34. I. Apsite, B. Long, D. Erts, Justin D. Holmes. Synthesis of Ag and Ni nanowire networks for application in multifunctional, programmable materials. The International Conference “Euronanoforum 2015”, 10-12 June 2015, Riga, Latvia, euronanoforum2015.eu/poster-sessions/
35. FM&NT-2015 Functional materials and Nanotechnologies. October 5th-8th 2015. Vilnius, Lithuania. Characteristics and sinterability of ceria stabilized zirconia nanoparticles prepared by chemical methods. J. Grabis, Dz. Jankoviča, I. Šteins, M. Lubāne, E. Sokolova. Abstract Book. 83. wwwhttp://www.fmnt.ff.vu.lt/wp-content/uploads/2015/10/Abstract-Book-FMNT-2015.pdf.fmnt.ff.vu.lt
36. FM&NT-2015 Functional materials and Nanotechnologies. October 5th-8th 2015. Vilnius, Lithuania, Preparation of Au modified TiO2 nanofibers and their photocatalytic activity. R. Drunka, J. Grabis, Dz. Jankovica, A. Krumina, Dz. Rasmane. Preparation of Au modified TiO2 nanofibers and their photocatalytic activity. Abstract Book. 128.
37. Inter-Academia 2015: 14th International Conference on Global Research & Education. 28 - 30 September 2015, Hamamatsu, Japan, Optimization of CdZnTe crystal physical parameters by nanosecond laser E. Dauksta, A. Medvid’, and A. Mychko
38. Inter-Academia 2015: 14th International Conference on Global Research & Education. 28 - 30 September 2015, Hamamatsu, Japan, Three Thresholds of ZnO Crystal Damage by Nd:YAG Laser Radiation A. Medvids, P. Onufrijevs, E. Dauksta, L. Grase, G. Mezinskis and H. Mimura
39. Inter-Academia 2015: 14th International Conference on Global Research & Education. 28 - 30 September 2015, Hamamatsu, Japan, Phase Transition in SnS-based Compounds by Pulsed Laser Radiation P. Onufrijevs, A. Vozny, V. Kosyak, A. Opanasyuk, A. Medvids, L. Grase and G. Mezinskis
40. Inter-Academia 2015: 14th International Conference on Global Research & Education. 28 - 30 September 2015, Hamamatsu, Japan, Energy dispersive X-ray analysis of the graded band gap CdZnTe films L. Grase, Ya. Znamenshchykov, V. Kosyak, A. Medvids, A. Opanasyuk and G. Mezinskis
Aizstāvēti maģistra darbi
1. R. Ignatāns “Nātrija-bismuta titanātu saturošu cieto šķīdumu struktūra”, LU, 2015
2. A. Krūmiņa “Eu jonu saturošu luminiscento pārklājumu iegūšana ar plazmas elektoroķīmisko oksidācijas metodi”, LU, 2015
3. M. Vanks “Jonizējošā starojuma radītās optiskās absorbcijas izmaiņas PLZT keramikā”, LU, 2015.
4. P. Lesničenoks “Mezoporainu lielas virsmas materiālu izmantošanas iespēju pētījumi ūdeņraža uzglabāšanas pielietojumam autoindustrijā”, RTU, 2015
5. A. Česnokovs, “TiO2 nanocauruļu fotokatalītiskās aktivitātes kvantu ķīmijas pētījums”, LU, 2015
6. O. Lisovski, “DFT modeling of S and N co-doped anatase (101) TiO2 nanotubular photocatalysts for water splitting”, Uppsala University, 2015
7. A. Cvetkovs, “ZnxCd1-xO polikristālisko plāno kārtiņu iegūšana un īpašības”, LU 2015
8. M. Ķemere, “Luminiscences pētījumi ar diviem retzemju joniem aktivētos oksifluorīdu stiklos un stikla keramikās”, LU, 2015
9. G. Krieķe “Erbija jonu luminiscence oksifluorīdu stiklā un β-NaYF4 saturošā stikla keramikā”, RTU, 2015
10. L. Rozenberga-Voska, “Ar Eu2+ un Dy3+ dopētu stroncija aluminātu nanodaļiņu sintēzes metožu izstrāde un to īpašības” LU, 2015.
Aizstāvēti promocijas darbi
1. J. Grūbe, “Luminiscences procesi ar Er3+ aktivētā NaLaF4”, LU, 2015