Alumīnija nitrīda nanopulvera spektrālais raksturojums

Abstract

Darbā tika pētītas alumīnija nitrīta (AlN) nanopulvera spektrālās īpašības, tika izpētīta 420nm luminiscences josla un tās luminiscences mehānisms. Nanopulveris tika sintezēts Rīgas Tehniskās universitātes Neorganiskās ķīmijas institūtā, pulvera spektrālā analīze tika veikta Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā Platzonu materiālu laboratorijā. Tika pētīta plaša luminiscences josla 420nm rajonā un šīs joslas ierosmes spektri, tika secināts, 420nm luminiscences joslas galvenie ierosinošās gaismas viļņa garumi ir 265nm un 315nm. Tika mērīta 420nm joslas luminiscences temperatūras atkarība, lai izprastu defektu izvietojumu aizliegtajā zonā un precīzi aprakstītu luminiscences mehānismu, kas izraisa konkrēto luminiscences joslu. Tika apskatīta un izpētīta 420nm luminiscences joslas jutība uz gaisa sastāvā esošajām gāzēm. Tika noskaidrots, ka AlN nanopulvera 420nm luminiscences josla ir jutīga konkrēti uz gaisa sastāvā esošo skābekli. Tika veikta skābekļa jutības dozimetrija dažādās skābekļa gāzu koncentrācijās - 2%, 5%, 10%, 21%, 50% un 100%. Tika pārbaudīta rezultāta atkārtojamība, kas ir nozīmīga īpašība perspektīvai materiāla pielietojamībai optiskajos gāzu sensoros. Tika konstatēts, ka AlN nanopulvera 420nm luminiscences josla ir jutīga pret dažādām skābekļa koncentrācijām vidē un rezultātu atkārtojamība ir laba. Darbs satur 36 lappuses, 23 attēlus, 4 pielikumus, izmantoti 14 literatūras avoti.

AlN nanopowder spectral characteristics are investigated in this work, 420nm luminescence band and its luminescence mechanism were investigated. Nanopowder was synthesized in Tehnical University of Riga Institute of Inorganic Chemistry, spectral analysis was done in University of Latvia Institute of Solid State Physics Laboratory of Wide Band Gap Materials. Wide luminescence band and its excitation spectrum in 420nm area was investigated, it was concluded that 420nm luminescence band main excitation light wave lengths are 265nm and 315nm. 420nm luminescence bands luminescence dependence on temperature is measured, so defects energy level arrangements in energy band gap and luminescence mechanism could be understood. 420nm luminescence bands sensitivity to gases that air contains was examined and investigated. It was clarified that AlN nanopowders 420nm luminescence band is sensitive specifically to oxygen that is containd in air. Oxygen gas dosimetry was made with different oxygen gas concentrations - 2%, 5%, 10%, 21%, 50% and 100%. Measurement repeatability, which is an important property for prospective application of the material in optical gas detectors, was tested. It was found that AlN nanopowders 420nm luminescence band is sensitive to different oxygen concentrations in environment and measurement repeatability is good. Work contains 36 pages, 23 illustrations, 4 annexes, 14 literature sources are used.