Дослідження оптичних ефектів в дисперсному ZnS отриманому методом СВС

Ескіз

Дата

2021

Автори

Науковий керівник

Печерська, Катерина Юріївна

Назва журналу

Номер ISSN

Назва тому

Видавець

КПІ ім. Ігоря Сікорського

Анотація

Актуальність Надшвидкий розвиток сучасної мікроелектроніки, потребує постійного створення, нових матеріалів та композитних структур, для її вдосконалення. До того ж дуже важливо, щоб отримання таких матеріалів було занадто дорогим, щоб була можливість їх широкого застосування. Одним з найдоступніших методів отримання таких матеріалів є СВС -новий клас процесів гетерогенного горіння, який протікає без участі кисню. Як горюче в цих процесах на початку його розробки були метали Ті, Zr, Hf, Та, а як окислювачі - не метали В, С, Si. Базується цей метод на основі поширення хвилі безкисневого горіння і за його допомогою можна отримати тугоплавкі, термостійкі та надтверді матеріали з порошків їх компонент. Основним призначенням процесу СВС є синтез речовин та матеріалів, зокрема сульфату цинку, що легований наночастинками металів (Mn, Cu), причому вже є можливість створювати ZnS:Mn, де Mn має магнітні властивості, що суттєво впливає і на інтенсивність пов’язаних з Mn смуг у спектрах фотолюмінесценції та у спектрах збудження. До, того ж такий матеріал при додатковому температурному відпалі повністю розчиняє у собі металічні кластери, що покращує його люмінесценцію, а значить збільшує можливості його практичного використання. В даній роботі були досліджені оптоелектронні властивості ZnS, отриманого методом СВС, да додатково легований Mn та Cu, а також зміни цих властивостей та структурних особливостей внаслідок термічної (близько8000с) обробки. Окрім того ж проведено аналіз і приведені пояснення, щодо того, що могло ці зміни спричинити. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами кафедри робота відповідає дослідницькому напрямку роботи кафедри ЗФ та ФТТ, а також співпраці з інститутом фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Об’єкт дослідження порошки ZnS, отримані методом саморозповзюджуючогося високотемпературного ситезу Предмет дослідження оптичні і структурні особливості ZnS, при додатковому введеню в них домішок марганю та міді. Мета роботи визначення впливу легуючих домішок на оптоелектронні та структурні властивости ZnS отриманого методом високотемпературного саморосповсюджуючогося(самопоширюючогося) синтезу. Методи дослідження: Для характеризації оптичної якості та визначення оптичних властивостей використано методи дослідження спектрів фотолюмінісценції, поглинання, комбінаційного розсіювання, просторової індикатриси розсіювання, дослідження за допомогою ЕМ та ЕПР. Для визначення фотоіндукованих змін оптичного поглинання та показника заломлення використовувалась методика самовпливу лазерного випромінювання при неперервному (375/532/633/1310 нм) та імпульсному (355/532/1064 нм) нано- та пікосекундному лазерному збудженні на різних довжинах хвиль. Відомості про обсяг звіту, кількість ілюстрацій, таблиць, додатків і літературних найменувань за переліком використаних: 91 сторінок МД, 26 ілюстрацій, 87 літературних найменувань. Мета індивідуального завдання, використані методи та отримані результати: дослідити та проаналізувати літературу стосовно загальних властивостей люмінофору сульфіду цинку, а також розібратися в протіканні методу саморозповсюджуючогося високотемпературного синтезу для створення зразків ZnS отримати спектри люмінесценції, спектри ЕПР цихзразків, отриманих при певних умовах, таких як високий тиск, та додавання домішок. Провести відпал зразків (близько 8000С) і дослідити вплив цього відпалу на структурні і люмінесцентні характеристики зразків. Висновок: В результаті досліджень вдалося встановити зв’язок початкових умов СВС з оптичними властивостями отриманих зразків та продемонструвати результат введення в склад порошків ZnS певних домішок, різними способами і в різній пропорції. Також були запропоновані можливі пояснення змін в спектрі ФЛ та в ЕПРі внаслідок відпалів з точки зору утворення нових дефектів, та усунення тих, що були. Окрім того у роботі було продемонстровано, що варіації швидкості нагрівання матеріалу до температури відпалу призводить до немонотонної зміни спектрального положення і ширини на напів висоті смуги фотолюмінесценції в сине-зеленої області спектру, а також концентрації парамагнітних центрів Мn2+.Результати, отримані в даній роботі, показують, що люмінофори на основі сульфіду цинку, отримані методом саморозповсюджуючогося високотемпературного синтезу мають інтенсивну ФЛ, яку можна варіювати змінючи умови синтезу і вводячи додаткові домішки, що робить такі матеріали перспективними для використання в електроніці.

Опис

Ключові слова

самопоширюваний високотемпературний синтез, центри випромінювання, домішки, сульфід цинку, дані рентгеноструктурного аналізу, спектри ЕПР, спектри фотолюмінесценції, photoinduced refractive index variation, composite media, ZnSMn- ZnSCu nanoparticles, polymer matrix, nonlinear optical response

Бібліографічний опис

Власова, Є. Ю. Дослідження оптичних ефектів в дисперсному ZnS отриманому методом СВС : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Власова Єлизавета Юріївна. – Київ, 2021. – 97 с.

URI

https://ela.kpi.ua/handle/123456789/41244

DOI

Зібрання

Магістерські роботи (КЗФМФП)
Магістерські роботи