Browsing by Author "Lange, Sven, juhendaja"

Now showing 1 - 8 of 8

Analysis of samarium doped TiO2 optical and multiresponse oxygen sensing capabilities
(2019-07-04) Eltermann, Marko; Lange, Sven, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Fotoluminestsents on materjalis toimuv protsess, mille kõige olulisemaks tunnuseks on asjaolu, et materjal muudab talle langeva valguse lainepikkust – ehk teisisõnu selle värvust. Titaanoksiid, millesse on lisatud vähesel määral samaariumi ioone (TiO2:Sm3+), on materjal, mis fotoluminestseerub, kui teda kiiritada ultraviolettkiirgusega (UV). See tähendab, et materjal teisendab UV kiirguse punakas-oranžiks valguseks ehk fotoluminestsents¬kiirguseks (PL). TiO2:Sm3+ PL kiirguse omadused sõltuvad materjali ümbritseva atmosfääri gaasilisest koostisest. See omakorda tekitab küsimuse, kas materjali oleks võimalik rakendada optilise gaasisensorina, kus PL omadusi jälgides oleks võimalik määrata gaasi koostist. See doktoritöö võtabki lähema vaatluse alla TiO2:Sm3+ omadused optilise gaasisensorina. Täpsemalt keskendutakse hapnikutundlikkusele, kuna just hapnikutundlikkus loob eeldused ka teiste (näiteks mürgiste või plahvatusohtlike) gaaside detekteerimiseks. Töös näidatakse eksperimentaalselt, et TiO2:Sm3+ on rakendatav optilise hapnikusensorina. Hapniku tuvastamise mehhanism on lihtne – mida rohkem on keskkonnas hapnikku, seda tugevam oma materjali PL kiirgus. Seega saab materjali PL kiirguse tugevuse põhjal hinnata keskkonna hapnikusisaldust. Materjal tunneb hapnikku laias vahemikus, alates 0,01 % kuni 100 %, olles samas piisavalt kiire ja stabiilne. Gaasitundlikkuse põhjalikuma analüüsi tulemusel luuakse PL kiirguse tekkemehhanismi matemaatiline mudel, kõrvutatakse mudel ja eksperimentaalsed tulemused ja lõpuks antakse hinnang, millised materjali sees toimuvad protsessid põhjustavad hapnikutundlikkuse. Kuigi selles töös pööratakse suurt rõhku TiO2 optilisele gaasitundlikkusele, on materjal ennekõike tuntud elektrilise sensormaterjalina. Sellisel juhul on gaasitundlikuks mõõdetavaks suuruseks materjali elektriline takistus. Selle töö teine osa kombineerib optilise ja elektrilise gaasitundlikkuse. Selgub, et materjal toimib nö. kaks-ühes sensorina, kus üks ja sama materjal toimib samaaegselt nii optilise kui elektrilise gaasisensorina. Põhjalikuma matemaatilise analüüsi tulemusel näidatakse, et mõlemat signaali korraga kasutades on võimalik hapniku kontsentratsiooni mõõtmistäpsust suurendada üle kahe korra.
Defektide visualiseerimine grafeenis nanoteemantide abil
(Tartu Ülikool, 2015-06-10) Pall, Anne-Mai; Lange, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Fluorestseeruvate markerite iseorganiseerumise uurimine grafeeni pinnal
(Tartu Ülikool, 2015-06-09) Pille, Annika; Lange, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Madaltemperatuuriline hapnikusensor TiO2 baasil
(Tartu Ülikool, 2014) Eltermann, Marko; Lange, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Metal Oxide Mesostructures for Optical Applications
(2016-03-23) Utt, Kathriin; Sildos, Ilmo, juhendaja; Lange, Sven, juhendaja; Tätte, Tanel, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.
Materjalide mikro- ja nanomõõtmes vormimine (shaping) on tehnoloogias väga aktuaalne teema. Soovitud kuju ja dimensionaalsuse abil saab materjalile anda uusi füüsikalisi omadusi ja avanevad uued võimalused materjalide funktsionaliseerimiseks, mis viib uudsete rakendusteni. Antud töös kasutatakse tuntud mitmekülgsete kõrgtehnoloogiliste rakendustega tsirkooniumoksiid (ZrO2) materjalidele mikrostruktuurse kuju andmiseks sool-geel meetodit, kus prekursori vedelfaasis tekkinud nanoosakesi (sool) on võimalik edasise töötluse käigus vormida (kokku kleepida) soovitud kujule (geel). Kasutatud sool-geel meetod võimaldab ka materjali homogeenset dopeerimist erinevate lisanditega, näiteks optiliselt aktiivsete haruldaste muldmetallide ioonidega, suurendades nii veelgi antud materjali rakendusvõimalusi. Samuti on antud meetodi eeliseks see, sünteesi läbiviimiseks ei ole tarvis ekstreemseid temperatuuri, rõhu ja keskkonnatingimusi. Samuti pole vaja sünteesi läbiviimiseks kallist aparatuuri. Käesoleva doktoritöö peamisteks eesmärkideks oli seatud edasi arendada sool-geel meetodi abil erineva struktuuri ja dimensionaalsusega ZrO2 materjalide valmistamist. Järgnevalt oli kavandatud saadud materjalide füüsikaliste omaduste ja struktuuri põhjalike uuringuid. Peamiselt keskendusime rakenduslikult olulistele aspektidele: a) uudne funktsionaalne morfoloogia, b) faasikoostis ja selle stabiilsus ning c) optilised ja luminestsentsi omadused. Töö käigus valmistati ja uuriti mitmes erinevas vormis ja erinevate lisanditega aktiveeritud ZrO2 materjale nagu pulbrid, rullid, fiibrid ja torud. Selgitati mitmeid aspekte kõrgete temperatuuride (>1000 °C) mõjust antud materjalide mikrostruktuurile ja haruldaste muldmetallide kiirgustsentrite iseärasusi seda tüüpi oksiidmaterjalides. Demonstreeriti mitmeid rakendusi: nanopulbrid kui järelhelenduvad nanomarkerid, fiibrid kui kvaasi ühedimensionaalsed mikroskoopilised valgusjuhid, mikrotorud kui mikromõõtmes termosensorid.
Nanosavi kasutamine polümeermaterjalide gaasibarjääri tõstmiseks
(Tartu Ülikool, 2016) Paara, Tõnis; Lange, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Polüakrüülnitriilist elektrokedratud kiu stabiliseerimise režiimi optimeerimine
(Tartu Ülikool, 2014-06-16) Kongi, Kati; Lange, Sven, juhendaja; Umalas, Madis, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond
TiO2:Sm3+ kasutamine optilise sensorina polümeersete toidupakendite gaasikeskkonna kvaliteedi kontrolliks
(Tartu Ülikool, 2023) Metsoja, Liisi; Lange, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut