Дослідження оптичних ефектів в дисперсному ZnS отриманому методом СВС

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПечерська, Катерина Юріївна
dc.contributor.authorВласова, Єлизавета Юріївна
dc.date.accessioned2021-05-28T11:50:35Z
dc.date.available2021-05-28T11:50:35Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenTopicality The ultra-rapid development of modern microelectronics requires the constant creation of new materials and composite structures to improve it. In addition, it is very important that obtaining such materials is too expensive to be widely used. One of the most available methods of obtaining such materials is SHS - a new class of heterogeneous combustion processes, which takes place without the participation of oxygen. As a fuel in these processes at the beginning of its development were metals Ti, Zr, Hf, Ta, and as oxidants - not metals B, C, Si. This method is based on the propagation of the oxygen-free combustion wave and can be used to obtain refractory, heat-resistant and superhard materials from powders of their components. The main purpose of the SHS process is the synthesis of substances and materials, in particular zinc sulfate, doped with metal nanoparticles (Mn, Cu), and it is already possible to create ZnS: Mn, where Mn has magnetic properties, which significantly affects the intensity associated with Mn bands in the photoluminescence spectra and in the excitation spectra. In addition, such a material with additional temperature annealing completely dissolves the metal clusters, which improves its luminescence, and thus increases the possibilities of its practical use.In this work, the optoelectronic properties of ZnS, obtained by the SHS method, and additionally doped with Mn and Cu, as well as changes in these properties and structural features due to thermal (about 8000s) processing were investigated. In addition, an analysis was made and explanations were given as to what could have caused these changes. Relationship of work with scientific programs, plans, themes cathedra the work corresponds to the research direction of the department of ZFFTT, as well as cooperation with the Institute of Semiconductor Physics. V.Ye. Lashkarev Object of research ZnS powders obtained by self-propagating hightemperature synthesis Subject of research optical and structural features of ZnS, with additional introduction of manganese and copper impurities. Purpose of work determination of the influence of alloying impurities on the optoelectronic and structural properties of ZnS obtained by the method of hightemperature self-propagating (self-propagating) synthesis. Research methods To characterize the optical quality and determine the optical properties, methods of studying the spectra of photoluminescence, absorption, Raman scattering, spatial scattering indicator, research using EM and EPR were used. To determine the photoinduced changes in optical absorption and refractive index, we used the method of self-exposure of laser radiation at continuous (375/532/633/1310 nm) and pulsed (355/532/1064 nm) nano- and picosecond laser excitation at different wavelengths. Information about the volume of the report, the number of illustrations, tables, applications and literary names in the list of used ones 91 pages of master's dissertation, 26 illustrations, 87 literary titles. The purpose of the individual task, the methods used and the results obtained to investigate and analyze the literature on the general properties of zinc sulfide phosphor, as well as to understand the course of self-propagating hightemperature synthesis to create ZnS samples to obtain luminescence spectra, EPR spectra of these samples obtained under certain conditions, such as high pressure and addition. Carry out annealing of samples (about 8000C) and investigate the effect of this annealing on the structural and luminescent characteristics of the samples. Conclusion As a result of research, it was possible to establish the connection between the initial SHS conditions and the optical properties of the obtained samples and to demonstrate the result of the introduction of certain impurities into ZnS powders, in different ways and in different proportions. Possible explanations of changes in the PL spectrum and in the EPR due to annealing in terms of the formation of new defects and elimination of existing ones were also suggested. In addition, it was shown that variations in the heating rate of the material to the annealing temperature leads to a nonmonotonic change in the spectral position and width at half the height of the photoluminescence band in the blue-green region of the spectrum and the concentration of Mn2 + paramagnetic centers. that zinc sulfidebased phosphors obtained by self-propagating high-temperature synthesis have an intense PL, which can be varied by changing the synthesis conditions and introducing additional impurities, which makes such materials promising for use in electronics.uk
dc.description.abstractukАктуальність 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.uk
dc.format.page97 с.uk
dc.identifier.citationВласова, Є. Ю. Дослідження оптичних ефектів в дисперсному ZnS отриманому методом СВС : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Власова Єлизавета Юріївна. – Київ, 2021. – 97 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/41244
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectсамопоширюваний високотемпературний синтезuk
dc.subjectцентри випромінюванняuk
dc.subjectдомішкиuk
dc.subjectсульфід цинкуuk
dc.subjectдані рентгеноструктурного аналізуuk
dc.subjectспектри ЕПРuk
dc.subjectспектри фотолюмінесценціїuk
dc.subjectphotoinduced refractive index variationuk
dc.subjectcomposite mediauk
dc.subjectZnSMn- ZnSCu nanoparticlesuk
dc.subjectpolymer matrixuk
dc.subjectnonlinear optical responseuk
dc.subject.udc535.8, 53.082.52, 53.082.56, 535.3uk
dc.titleДослідження оптичних ефектів в дисперсному ZnS отриманому методом СВСuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Vlasova_magistr.pdf
Розмір:
3.06 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЗФФТТ)
Магістерські роботи