Materjaliteaduse magistritööd – Master's theses
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/10062/30309
Browse
Recent Submissions
Item Biomassist sünteesitud süsinikmaterjalide ning sideainete uurimine elektrilise kaksikkihi kondensaatorites(Tartu Ülikool, 2024) Luts, Joosep; Laheäär, Ann, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Synthesis of high-performance FeCo-N-C oxygen electrocatalysts via Zn-TAL MOF metamorphosis(Tartu Ülikool, 2024) Aliyeva, Amina; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKliimamuutuste leevendamise kiireloomulisus on katalüüsinud ülemaailmset üleminekut taastuvenergiale, rõhutades tõhusate energialahenduste, nagu kütuseelemendid ja metall-õhk aukud, tähtsust. Hapniku redutseerimisreaktsioon ja hapniku eraldumise reaktsioon on nende toimimise kesksel kohal, mis nõuavad nende aeglase kineetika tõttu aktiivseid katalüsaatoreid. Selles magistritöös sünteesiti edukalt kõrge aktiivsusega hapniku elektrokatalüsaatoreid Fe/Co-Zn-koordineeritud TAL materjalide karboniseerimise teel, ilma et oleks vaja kasutada väärismetalle. Füüsikalis-keemilisi omadusi uuriti XRD, N2-physisorption, STEM ja XPS abil ning materjalide elektrokatalüütilist aktiiust uutiti tsüklilise voltammeetria ning pöörleva ketaselektroodi meetodiga. See uurimus pakub märkimisväärset teavet FC-de ja MAB-de praktiliste suure jõudlusega katalüsaatorite kavandamise kohta.Item Characterisation of platinum catalysts based on waste tire derived carbons(Tartu Ülikool, 2024) Raudsepp, Annabel; Jäger, Rutha, juhendaja; Nerut, Jaak, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondTöös uuriti hapniku redutseerumise reaktsiooni (ORR) aktiivsust vanarehvidest sünteesitud süsnikalusmaterjalile sadestatud plaatinakatalüsaatoritel. Kuna vanarehvidest saadud süsinik sisaldas erinevaid lisandeid, siis prooviti neid leelise- ja happetöötlusega eemaldada. Plaatina sadestamiseks kasutati kahte süsinikku ja kahte sünteesimeetodit. Saadud süsinikele ja katalüsaatormaterjalidele teostati füüsikaline ja elektrokeemiline karakteriseerimine. Pöörleva ketaselektroodi meetodiga uuriti materjalide ORR-i kineetikat 0,1 M HClO4 lahuses. Sünteesitud Pt katalüsaatorite aktiivsust testiti prootonvahetus-membraaniga kütuseelemendi (PEMFC) ühikrakus. Suurim maksimaalne võimsustihedus (0,42 W cm-2) ja voolutihedus (0,35 A cm-2 0,7 V juures) saavutati materjaliga, milles Pt nanoosakesed olid sadestatud süsinikalusmaterjalile, mis sisaldas rohkem algsest rehvipurust tulenevaid jääke.Item Fibre reinforced AAC – Effects and considerations of production volume scale-up from laboratory to prototype(Tartu Ülikool, 2024) Koor, Siim; Tamm, Tarmo, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKäesolevas töös uuriti kiudarmeeritud autoklaavitud poorbetooni (AAC) tootmismahu muutmisest tulenevaid efekte tootmisparameetrite ja toodetud materjali makro- ja mikro-struktuuri juures. Laboris arendati välja mitu varieeruva tihedusega AAC tootmise retsepti, mis seejärel viidi tööstusliku piloot-liini tootmise skaalale. Erinevatel tootmismahtudel valmistatud materjali uuriti tugevuse mõõtmiste ja karakteristlike visuaalsete omaduste tuvastamise ja hindamise kaudu. Vaadeldud materjalide omadustele ja nende vahelistele erinevustele pakuti välja seletusi ja puudujääkidele potentsiaalseid lahendusi.Item Sol-gel precursor material for extrusion of yttria stabilized zirconia microtubes(Tartu Ülikool, 2024) Yegit, Selin Su; Tätte, Tanel, juhendaja; Arvisto, Laura Elise, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondSool-geel lähtemateralide valmistamine ütriumiga stabiliseeritud tsirkoonoksiidist mikrotorude ekstrudeerimiseksÜtriumiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiid on oma silmapaistvate mehhaaniliste, keemiliste ja termiliste omaduste ning kõrgtemperatuurse ioonjuhtivuse tõttu tööstuses laialt levinud konstruktsioonimaterjal. Vastavate omaduste tõttu kasutatakse teda ka elektrolüüdina tahkeoksiidsetes kõrgtemperatuursetes kütuselementides. Ehkki enamasti leiab materjal kasutust plaatmaterjalina ja planaarse geomeetriaga süsteemides, on tubulaarsel geomeetrial neis rakendustes mitmeid eeliseid, eriti väikeste mõõtmete puhul. Varasemates töödes on meie töögrupp välja pakkunud unikaalse metoodika nanokeraamilise struktuuriga metalloksiidsete, kaasa arvatud ütriumstabiliseeritud tsirkooniumoksiidist, mikrotorude valmistamiseks. Kõigele vaatamata on pakutud metoodil aga mitmeid kitsaskohti, näiteks torude sagedane purunemine järeltöötluse erinevais etappides ja materjalide tahkestumine torudena vaid osaliselt. Samuti ei võimalda tehnoloogia torude valmistamist pideva protsessina. Antud uurimusega kõrvaldatakse tehnoloogia mitmed kitsaskohad. Uuringute tulemina pakutakse välja tehnoloogiad kindla pikkuse, diameetri ja seinapaksusega mikrotorude sünteesiks ja selleks sobilike lähteainete sünteesiks.Item Resistive switching in HfO2 - TiO2 thin films(Tartu Ülikool, 2024) Viskus, Toomas Daniel; Kukli, Kaupo, juhendaja; Merisalu, Joonas, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKäesolevas töös uuriti takistuslülitusnähtust objektides, kus 9.1–24 nm paksused HfO2:TiO2 kiled sadestati RuO2 alumisele elektroodile. Pealmised Pt punktelektroodid sadestati läbi füüsilise maski elektronkiiraurustus-meetodiga ja alumine RuO2 elektrood sadestati keemilise aurufaassadestus-meetodiga erineva HfO2/TiO2 suhtega kile jaoks valmistati kahe erineva paksusega objekti ning iga objekti jaoks tehti ka lõõmutatud teisikeksemplar. Röntgendifraktsioon analüüs näitas, et madala HfO2/TiO2 suhtega objektides esinesid tugevad TiO2 rutiili faasi refleksid ja kõrge HfO2/TiO2 suhtega objektides esinesid tugevad HfO2 monokliinse faasi refleksid. Vahepealsetes HfO2/TiO2 suhtega objektides oli näha sarnasusi HfTiO4 ortorombilise faasiga. Esmaste volt-amper kõverate mõõtmistel esines takistuslülitusnähtus 24 objektis kuigi, lülitumisparameetrid varieerusid märgatavalt objektide vahel. Kõige paremini lülituvad, kõige eristuvamaid, objekte uuriti põhjalikumalt. Objektidel esinesid ka head vastupidavus omadused. Neilt oli võimalik mõõta kuni 3000 takistuslülitustsüklit, kus mäluakna väärtus (madala ja kõrge takistusega olekute voolude suhe) oli üle 10. Objektidel esinesid ka suurepärased püsivusomadused, pidades vastu 6 tunni pikkuseid mõõtmisi nii toatemperatuuril kui ka 110 °C juures. Kõige vastupidavam objekt pidas 140 °C juures vastu 6 tundi. Lisaks sellele näidati, et objektidele rakendatava pinge pulsipikkuse muutmine avaldas märgatavat mõju takistuslülitmisele. Käesolevatöö põhjal võib öelda, et RuO2 alumise elektroodiga ja Pt pealmise elektroodiga HfO2:TiO2 kiled on lubavad mälumaterjali kanditaadid.Item Aatomkihtsadestatud ning termotöödeldud ränioksiidiga dopeeritud hafniumoksiidist kilede kristallstruktuur ja mehaanilised omadused(Tartu Ülikool, 2024) Vanker, Oliver; Jõgiaas, Taivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKäesolevas töös uuriti aatomkihtsadestatud ränioksiidiga dopeeritud hafniumoksiidist kilesid. Kilede tegemisel varieeriti ränioksiidi dopeeringut 1,5-25,5 moolprotsendi ulatuses. Kilede kristallstruktuuri hinnati röntgendifratsiooni kaudu. Kilede kõvadus ja elastsusmoodul määrati nanotäkkimisega. Kilesid karakteriseeriti lisaks lainedispersiivne röntgenfluorestsents spektroskoopiaga, röntgenpeegeldusega ja spektroskoopilise ellipsomeetriaga. Töös demonstreeritakse kristallstruktuuri tekkimist peale termotöötlust. Hinnati kristallstruktuuri mõju kile mehaanilistele omadustele.Item Synthesis of histidine containing arc type inhibitors(Tartu Ülikool, 2024) Javed, Samiullah; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKäesolev töö uurib histidiini potentsiaali arginiini alternatiivina ARC-tüüpi inhibiitorites. Võrreldakse vastavate ainete sidumisaffiinsusi proteiinkinaas A-ga. Sünteesiti inhibiitoreid, mis sisaldasid histidiini jääke ja mõõdeti nende afiinsuseid proteiinkinaas A-le. Tulemused näitavad, et histidiin ei suuda arginiini tõhusalt asendada ning histidiini sisaldavad inhibiitorid oli võrdlusainetest oluliselt nõrgema sidumisafiinsusega. See leid viitab sellele, et histidiini sisaldavad inhibiitorid ei pruugi pakkuda väärtuslikke alternatiivi arginiinidele ARC-tüüpi inhibiitorite arenduses basofiilsetele kinaasidele.Item Heat-Induced Morphological Changes in Silver Nanowires(Tartu Ülikool, 2024) Afzal, Pakeeza; Oras, Sven, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondSelle uuringu esmane eesmärk oli uurida hõbedaste nanotraatide lagunemist või lõhenemist neid erinevatel temperatuuridel kuumutades. Muutused on tingitud nähtustest nagu pinnaaatomi difusioon, Rayleighi ebastabiilsus ja soojuspaisumine. Selle uurimise läbiviimiseks kasutati ülitasapinnalise Nano-Tec ränisubstraati, mille mõõtmed olid Ø6”/150mmultraflat. Katses kasutatud hõbedaste nanotraatide nimiläbimõõt oli 120 nm ja pikkus ulatus kümnete mikromeetriteni. Nanotraadid osteti ettevõttelt Blue Nano, Inc. Hõbedast nanotraadid kanti räni substraadile lahusest tilgutades. Seejärel kuivatati substraat õhu käes ja kuumutati erinevate ajavahemike jooksul, et jälgida hõbedaste nanotraatide kuumuse poolt põhjustatud morfoloogilisi muutusi. Katsetulemused näitasid, et hõbedast nanotraatidel esines pärast kuumutamistmorfoloogilisi muutusi. Kuumutades varieeriti temperatuuri ja kuumutamise kestvust. Hõbedast nanotraatide piltide tegemiseks kasutati Skaneerivat elektronmikroskoopiat (SEM). SEM pilte kasutati nanotraatide morfoloogia kohtastatistiliste andmete kogumiseks. Minu peamine roll selles uuringus hõlmas hõbeda nanotraatide kuumutamist erinevatel temperatuuridel ja kestustel ja statistiliste andmete kogumist.
Item Effect of atomic layer deposition Pparameter alteration on monolayer graphene and resistive switching(Tartu Ülikool, 2024) Raudonen, Kristina; Kukli, Kaupo, juhendaja; Kahro, Tauno, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondSee töö on pühendatud ühekihilise grafeeni kvalitatiivsele analüüsile ja takistuslülitustele, kui aatomkihi sadestamise parameetreid, nagu temperatuur ja kile koostis muudetakse, lisades protsessile lõõmutamise ja puhvrikihi.Item Fe-N/C Catalysts Based on Carbon Derived from Waste Tires: Advancing Oxygen Reduction Reaction in Alkaline Solution(Tartu Ülikool, 2024) Laanemäe, Joel Indrek Martin; Jäger, Rutha, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondTöö käigus sünteesiti üheksa Fe-N/C katalüsaatorit kasutades rehvipurust sünteesitud süsinikmaterjali (C1 või C2, seejuures C2 sisaldas vähem lisandeid ja oli väiksema eripinnaga), Fe-soola, N-ühendit (guanidiinkarbonaat või ditsüaandiamiid) ja poorimoodustajat (ZnCl2 ning kahe materjali puhul ka hüdroksüapatiiti) erinevatel pürolüüsitemperatuuridel (800, 900 või 1000 °C). Materjale uuriti HR-SEM, SEM-EDX, N2 sorptsioon ja XRD meetoditega. Pöörleva ketaselektroodi (RDE) meetodit kasutati materjalide hapniku redutseerumisreaktsiooni (ORR) aktiivsuse määramiseks 0.1 M KOH lahuses. Kõik Fe-N/C katalüsaatorid olid ORR suhtes aktiivsemad kui modifitseerimata süsinikmaterjalid. Leiti, et sünteesiparameetrid mõjutavad oluliselt saadud katalüsaatorite füüsikalisi ja elektrokeemilisi omadusi. Kõige aktiivsemal ORR katalüsaatormaterjalil oli väga hea lainealgus-potenstiaali väärtus (Eonset = 0.92 V vs RHE).Item Improving Männiku Sand Based AAC Recipe for Lower Environmental Impact(Tartu Ülikool, 2024) Dos Santos Costa, David; Tamm, Tarmo, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondKäesolevas töös uuritakse meetodeid tsemendi tarbimise vähendamiseks ja poorbetooni mehaaniliste omaduste parandamiseks. Muutes betooni põhiomadusi ning lisades betooni tugevdamiseks kiude ja taaskasutatud materjale. Peamiselt keskenduti kiude pikkuse, kiude sisalduse, vee ja tahke aine (W/S) suhtele. Kipsi ja tsemendi suhte mõju mõistmisele AAC surve- ja tõmbetugevusele. Tulemused näitavad, et kiudude omaduste optimeerimine suurendab oluliselt AAC tugevust, seejuures 3 mm kiudude puhul on parimad tulemused. Optimaalseks W/S-suhteks määrati 65%, mis annab suurima survetugevuse ja mehaanilise tõhususe, samas kui kõrvalekalded sellest suhtest mõjutasid materjali omadusi negatiivselt. Uuringus uuriti ringlussevõetud AAC jäägi kasutamist jätkusuutlikkuse parandamiseks. Leides, et tasakaalustatud segud, eelkõige koos 7% kipsiga, maksimeerivad mehaanilist survetõhusust. Tulemused viitavad sellele, et jätkusuutlikku AAC-tootmist on võimalik saavutada kiudude integreerimise, segusuhete ja ringlussevõtu tavade optimeerimisega. Tulevased teadusuuringud keskenduvad kiutüüpide täiendavale optimeerimisele, segukavade täiustamisele ja täiendavate ringlussevõtumeetodite uurimisele, et luua kergeid, energiatõhusat ja optimaalse mehaanilise jõudlusega ehitusmaterjale.Item Characterisation of platinum catalysts based on waste tire derived carbons(Tartu Ülikool, 2024) Raudsepp, Annabel; Jäger, Rutha, juhendaja; Nerut, Jaak, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondTöös uuriti hapniku redutseerumise reaktsiooni (ORR) aktiivsust vanarehvidest sünteesitud süsnikalusmaterjalile sadestatud plaatinakatalüsaatoritel. Kuna vanarehvidest saadud süsinik sisaldas erinevaid lisandeid, siis prooviti neid leelise- ja happetöötlusega eemaldada. Plaatina sadestamiseks kasutati kahte süsinikku ja kahte sünteesimeetodit. Saadud süsinikele ja katalüsaatormaterjalidele teostati füüsikaline ja elektrokeemiline karakteriseerimine. Pöörleva ketaselektroodi meetodiga uuriti materjalide ORR-i kineetikat 0,1 M HClO4 lahuses. Sünteesitud Pt katalüsaatorite aktiivsust testiti prootonvahetus-membraaniga kütuseelemendi (PEMFC) ühikrakus. Suurim maksimaalne võimsustihedus (0,42 W cm-2) ja voolutihedus (0,35 A cm-2 0,7 V juures) saavutati materjaliga, milles Pt nanoosakesed olid sadestatud süsinikalusmaterjalile, mis sisaldas rohkem algsest rehvipurust tulenevaid jääke.Item Optical properties of tin oxide(Tartu Ülikool, 2023) Nelson-Dogo, Peter Oshioke; Kasikov, Aarne, juhendaja; Tamm, Aile, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Quantifying the impact of human touch to estimate quality of fresh fruits using light sensing(Tartu Ülikool, 2023) Odetoyinbo, Ayodeji Pelumi; Flores, Huber, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem An Open-Access Online Database of Core Electron Binding Energies from Gas Phase Photoelectron Spectroscopy(Tartu Ülikool, 2023) Ijegbay, Daniel Agbonluai; Kahk, Juhan Matthias, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Cathodoluminescence-based light source for UV-C spectral range(Tartu Ülikool, 2023) Neupane, Namaraj; Feldbach, Eduard, Juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Graphene in blister-based LIFT(Tartu Ülikool, 2023) Baloglu, Ahmet Burak; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Kodu, Margus, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Synthesis, characterisation, and analysis of the time degradation of lithium alanate/carbon black composites(Tartu Ülikool, 2022) Ramah, Pavle; Palm, Rasmus, juhendaja; Tuul, Kenneth, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondItem Investigation of luminescence properties of Pr3+ doped LaPO4 micro- and nanopowders(Tartu Ülikool, 2022) Quddusi, Umama; Kirm, Marco, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond