Neorganisko nanomateriālu struktūras un elektronisko procesu izpēte optisko sensoru izstrādei

Projekta vadītājs Andrejs Siliņš

Luminiscences pētījumi parādīja, ka ierosinot ar eiropija joniem aktivētus ZrO2 nanokristālus, Eu3+ jonu luminiscences intensitāte ir atkarīga no skābekļa daudzuma nanokristālu aptverošajā gāzu maisījumā. Taču, ja luminiscenci ierosina kādā no Eu3+ jona absorbcijas līnijām, tad tās intensitāte nav atkarīga no skābekļa satura minētajā gāzu maisījumā.

Skābekļa saturs atmosfērā

Iegūtais rezultāts pierāda, ka Eu3+ jonu luminiscences intensitātes atkarību no skābekļa koncentrācijas nosaka elektronisko ierosinājumu pārneses procesi matricā un ka šos procesus stipri iespaido defekti ZrO2 skābekļa apakšrežģī. Augstāk minētos rezultātus var izmantot skābekļa sensora izveidei: reģistrējot luminiscences intensitāti pēc matricas ierosināšanas var noteikt skābekļa koncentrāciju, un reģistrējot luminiscences intensitāti pēc Eu3+ jona tieša optiskas ierosināšanas iegūst stabilu atbalsta signālu, kas izmantojams signāla korekcijai, ja mainās optiskā trakta parametri (putekļi, konfigurācija).

 Tika iegūti ar erbija joniem aktivēti oksifluorīdu stikli un stikla keramikas, par pamatu ņemot silikātstikla matricu un fluorīdu savienojumus. Šajos materiālos ir iespējams novērot tā saucamo „up-converision” procesu, kurā vairāku infrasarkanās gaismas fotonu absorbcijas rezultātā tiek radīts viens redzamās gaismas fotons. Tika konstatēts, ka stikla keramikā līdz ar kristāliskās fāzes parādīšanos stikla matricā pieaug arī luminiscences efektivitāte. Iegūtie materiāli var tikt izmantoti infrasarkanās gaismas vizualizēšanai.