"Mobilitas tippteadlase uurimistoetus" projekt MTT50
MTT50 (MTT50) "Edendatud omadustega nanokomposiitide väljatöötamine rakendusteks uudsetes lasermaterjalides ja valgusallikates (1.08.2011−31.10.2015)", Yury Orlovskiy, Tartu Ülikool, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
MTT50
Edendatud omadustega nanokomposiitide väljatöötamine rakendusteks uudsetes lasermaterjalides ja valgusallikates
Design of advanced nanostructured materials with tailored properties for novel laser and light sources
1.08.2011
31.10.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Mobilitas tippteadlase 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)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikoolkoordinaator01.08.2011−31.10.2015
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituutkoordinaator01.08.2011−31.10.2015
PerioodSumma
01.08.2015−31.10.2015544 001,00 EUR
544 001,00 EUR
Materjalitehnoloogiad

Projekti temaatika kuulub materjalide tehnoloogia valdkonda, mis on tunnistatud üheks prioriteetseks teadussuunaks Eestis. Projekt peaks oluliselt mitmekesistama nanostruktureeritud materjalide arendamist Tartu Ülikooli Füüsika Instituudis (TÜFI). Projekti peamine eesmärk on edendatud omadustega nanokomposiitmaterjalide väljatöötamine rakendusteks uudsetes laserkeskkondades ja valgusallikates. Uurimistöö teaduslik originaalsus ja innovatiivsus seisneb lantaniididega (Ln) aktiveeritud tuntud fluorestsents- ja lasermaterjalide (nt suure sulamistemperatuuriga R2O3:Ln3+ ja R2O2S: Ln3+, kus R = La, Y, Gd, Ce ja Ln = Nd, Eu, Tb, Er, Yb) optiliste omaduste tüürimist rakendades nende materjalide prepareerimist nanokomposiitide kujul. Tehnoloogiline originaalsus seisneb uue madaltemperatuurse ja energiasäästliku nanokomposiitide valmistamise meetodi evitamises, mille puhul lisandatud kristallilised nanoosakesed valmistatakse eelnevalt „pehmete“ keemiliste meetodite abil ja dispergeeritakse seejärel sobivas vahekorras eraldi prepareeritud SiO2, SnO2, ZrO2 või TiO2 lahuses varieerimaks nanokomposiidi efektiivset murdumisnäitajat. See on originaalne lähenemine selliste fundamentaalsete optiliste karakteristikute tüürimiseks nagu optiline eluiga, pumpamis- ja lasersiirete ristlõige ning kiirguse kvantsaagis. Sellega saavutatakse peamise laserkeskkonna parameetri, ristlõike ja eluea korrutise ning luminofooride jaoks olulise parameetri, spontaanse kiirguse tõenäosuse A, kasv. Täiendav idee on juhtida luminofooride kiirguse suunadiagrammi eesmärgiga suurendada kiirgusallika heledust kindlas suunas väliseid läätsi ja peegleid kasutamata. Selleks dispergeeritakse fluorestseeeruv aine opaalstruktuuris. Projekt viiakse peamiselt läbi TÜFIs. Uurimisprogramm hõlmab mitmeid teadureid, vanemteadureid, kraadiõppureid ja üliõpilasi TÜFI-st, Venemaa Teaduste akadeemia Üldfüüsika ja anorgaanilise keemia instituudist (Moskva), Moskva ning Mordova riiklikest ülikoolidest.
Project is targeted to materials technology as one of the priority areas of Estonia and planned to diversify the potential of Institute of Physics of University of Tartu (IPUT). The principal goal of the Project is the development of advanced nanocomposite materials for applications in novel lasers and light sources. Scientific originality and innovative nature of the research relies on the tailoring of the optical properties of well-known rare-earth (RE) activated fluorescent and laser materials (e.g. R2O3:RE3+ and R2O2S:RE3+ with high melting temperature, where R = La, Y, Gd, Ce and RE = Nd, Eu, Tb, Er, Yb) by preparing of nanocomposites. Technological originality is conditioned upon new low-temperature energy-saving method of nanocomposites preparation when doped crystalline nanoparticles are synthesized beforehand using methods of “soft” chemistry and then evenly distributed in separately prepared aqueous or non-aqueous solutions of SiO2, SnO2, ZrO2, or TiO2 in different proportions to vary effective refractive index of the nanocomposites. It is an original route to tailor the fundamental optical characteristics such as radiative lifetime, cross-sections of pumping and laser transitions, and quantum yield of radiation that leads to the increase of the important laser parameter, the product of cross-section and life time, and the spontaneous emission probability A, an important phosphor parameter. Another idea is a control of the radiation diagram of luminophore to increase its luminosity in specific direction without external lenses and mirrors by embedding fluorescent materials into the voids of opaline matrixes. Project will be carried out mainly at IPUT. The proposed research program involves several senior and junior researchers as well as graduate and undergraduate students from IPUT, General Physics and Inorganic Chemistry Institutes of Russian Academy of Sciences (Moscow), Moscow and Mordovian State Universities.