See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8306
ETF8306 "Uued funktsionaalsed materjalid nanostruktuursete oksiidide baasil (1.01.2010−31.12.2012)", Marco Kirm, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
ETF8306
Uued funktsionaalsed materjalid nanostruktuursete oksiidide baasil
Novel functional materials based on naturally nanostructured oxide compounds
1.01.2010
31.12.2012
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP260 Tahke aine: elektrooniline struktuur, elektrilised, magneetilised ja optilised omadused, ülijuhtivus, magnetresonants, spektroskoopia1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT150 Materjalitehnoloogia2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010191 568,00 EEK (12 243,43 EUR)
01.01.2011−31.12.201112 243,60 EUR
01.01.2012−31.12.201212 243,60 EUR
36 730,63 EUR

Uute funktsionaalsete võimalustega nanostruktuursed materjalid on kaasaegse nanotehnoloogia lahutamatuks osaks. 12CaO*7Al2O3 (C12A7) tüüpi loomupärast nanopoorsust omavaid materjale võib vaadelda kui mudelsüsteeme elektroonsete ja ioonsete protsesside uurimiseks nanomõõtmelisel tasemel (nt laialt ning vähem levinud ioonide ja elektronide lõksustumine nanopoorides, puuridevahelise difusiooni ja polaronliikumise protsessid jne) Käesoleva projekti eesmärk on uurida süstemaatiliselt elektroonsete omaduste ja omaergastuste käitumist (ka nende dünaamikat ja energia ülekannet) puhtas ja haruldaste muldmetalli ioonide lisandiga nanopoorses C12A7. Selle projekti raames töötatakse välja uued sünteesi variandid ja valmistatakse kõik uurimiseks vajalikud materjalid, kasutatakse lasersadestamist õhukeste kilede saamiseks, uuritakse makroskoopiliste ja kileliste objektide omadusi ning vaetakse nende raskendusperspektiive. Uudne C12A7 ühend omab keerulist kristallstruktuuri, mis koosneb positiivselt laetud karkassist ja tühimikest (läbimõõt ~0.4 nm), milledest osades paiknevad seda laengut kompenseerivad negatiivsed ioonid. Unikaalne struktuur koos erinevate anioonidega põhjustab ka märkimisväärselt erilisi elektroonseid omadusi, mis määravad C12A7 funktsionaalsuse. Meie projekt keskendub: i) C12A7 anioonide energeetiliste asukohtade määramisele, nende rollile laengukandjate lõksustamisel ja teooria ennustuste kontrollimisele; ii) C12A7 uudsete omaergastuste (nt mitteekvivalentsete karkassi hapniku ioonidega seotud eksitonid) uurimisele, eksiton ja elektron-auk protsesside ja energia ülekandemehhanismide selgitamisele ning võimalikele rakendustele; iii) haruldaste muldmetalli ioonide lisandiga C12A7 spektroskoopiliste omaduste selgitamisele; iv) vaetakse nii erinevate anioonidega kui haruldaste muldmetalli ioonidega dopeeritud C12A7 materjalide rakendusperspektiive uudsetes VUV fosfoorides ja scintillaatorites. Töö tulemused esitatakse rahvusvahelistel konverentsidel ja publitseeritakse tuntud ajakirjades. Noorte teadlaste poolt kirjastatud doktori ja magistriväitekirjad tagavad materjaliteadusele, mis on vastavalt Eesti teadus-, arendus- ja innovatsiooni strateegiale üks prioriteetsetest valdkondadest, inimresurssi edasiarengu ja juurdekasvu.
Advanced nanostructured materials with novel functionalities are an indispensable part of modern nanotechnology. Naturally nanoporous compounds like 12CaO*7Al2O3 (C12A7) can serve as a model system for investigation of electronic and ionic processes on nanosize level (i.e. confinement in nanocages of common and less known ions and electrons, cage-to-cage diffusion and polaron hopping processes etc.) The main goal of the present project is to investigate systematically the evolution of electronic properties and behaviour of intrinsic excitations (incl. their dynamics and energy transfer processes) for pure and rare-earth doped C12A7 compound. This project involves development of synthesis routes and preparation of materials, pulsed laser deposition of thin films, characterisation of bulk and thin film samples and analysis of application prospects. Novel C12A7 compound has rather complicated crystal structure formed of positively charge framework of empty cages (diameter ~0.4 nm), which are partly filled with charge compensating negative anions referred as extra-framework ions. The unique crystal structure with very different extra-framework ions results in a remarkable electronic structure responsible for the behaviour of this material. In our project we concentrate on: i) determination of energetic positions of extra-framework ions, charge trapping processes and verification of theoretical predictions for C12A7; ii) study of intrinsic electronic excitations (novel excitons) due to non-equivalent framework oxygens, identification of excitonic and electron-hole processes, energy transfer mechanisms and their usefulness for applications of C12A7; iii) determination of spectroscopic properties of rare earth ions in C12A7 host; iv) usage of different extra-framework and rare earth ions in applications of C12A7 as novel host for VUV phosphors and scintillators. Results will be published in the international recognised journals and reported on the international conferences. Several graduation works by early stage researchers will be prepared, which further improves human potential in one of the priority fields – material science – as defined in Estonian national research, development and innovation strategy.