Vislielākais burtu izmērs
Lielāks burtu izmērs
Burtu standarta izmērs
Bakalaura un maģistra darbu tēmas 2018./2019. m.g.
Pēdējās izmaiņas veiktas:
12.07.2018

Piejaukuma jonu iebūvēšanās pētījumi nanostrukturētos fluorīdos

Darba vadītājs:

Andris Antuzevičs

Fluorīdi ir perspektīvi materiāli pielietojumam optiskās ierīcēs. Lai panāktu šādu materiālu luminiscenci, vielā ir jāievada piejaukuma joni, kuru luminiscences īpašības ir atkarīgas no tuvākās atomārās apkārtnes ap jonu. Praktiskos pielietojumos vēlamo optisko īpašību nodrošināšanai nepieciešams spēt jona apkārtni identificēt un kontrolēt parauga izgatavošanas laikā.

Šajā darbā paredzēts sintezēt nanostrukturētus fluorīdu materiālus, raksturot to struktūru un īpašības. Īpašs uzsvars darbā tiks likts uz elektronu paramagnētiskās rezonanses mērījumiem, lai identificētu iespējamās pozīcijas, kurās iebūvējas piejaukuma joni.

Piemaisījumu analīze silīcija monokristālos, izmantojot FTIR spektrometriju

Darba vadītājs:

Georgijs Čikvaidze

Nevēlamu ķīmisko elementu piemaisījumi samazina elektronikas komponentu un saules paneļu efektivitāti. Silīcija kristālu audzēšanas iekārtās izmantotie materiāli, tādi kā grafīta sildītāji un kvarca tīģeļi, satur skābekli un oglekli, kuri atkarībā no procesa var vairāk vai mazāk nonākt izaudzētajā kristālā. Tā kā šo piemaisījumu pavisam nelielās koncentrācijas (zem 100 ppb) ir traucējošas pusvadītāju ierīču darbībai, kvantitatīvi mērījumi ir sarežģīti un prasa īpašas iekārtas. Viena no metodēm ir FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy). LU CFI pieejamā iekārta var izmērīt koncentrācijas zem 20 ppb skābeklim un 50 ppb ogleklim, kas atļauj kvantitatīvi ar augstu precizitāti novērtēt izaudzētā monokristāla kvalitāti.

Darba mērķis ir, izmantojot FTIR, salīdzināt piemaisījumu daudzumu monokristālos, kuri izaudzēti ar zonas kausēšanas metodi no dažādiem polikristāliskajiem izejmateriāliem. Salīdzināmo monokristālu audzēšanai izmantotais polikristāliskais izejas materiāls iegūts ar klasisko Sīmensa metodi un elektronu staru kausēšanas metodi. Darbā arī teorētiski jāanalizē polikristāliska materiāla piemaisījumu avoti un to samazināšanas iespējas elektronu staru kausēšanas procesā. Darbs tiks izstrādāts LU CFI sadarbībā ar SIA KEPP EU.

Luminiscences pētījumi ar Tb3+ un Eu3+ aktivētās oksifluorīdu stikla keramikās

Darba vadītājs:

Meldra Ķemere

Oksifluorīdu stikla keramika ir nanokompozītu materiāls, kuru veido stikla matrica, kurā izveidojušies nanoizmēra fluorīdu kristalīti. Dopējot šos materiālus ar retzemju joniem, iegūst luminiscējošus caurspīdīgus materiālus, kurus var pielietot dažādās optiskās ierīcēs, gaismas avotos. Tomēr, materiālu luminiscences īpašības ir būtiski atkarīgas no tā struktūras un izgatavošanas apstākļiem.

Darba ietvaros paredzēts sintezēt oksifluorīdu stiklu, no tā iegūt stikla keramiku, kā arī raksturot materiāla struktūru, optiskās īpašības, analizējot Tb3+ un Eu3+jonu luminiscences īpašības un savstarpējo mijiedarbību.

Dzelzs un sudraba nanodaļiņas saturoši oksifluorīdu stikli un stikla keramikas

Darba vadītājs:

Meldra Ķemere

Oksifluorīdu stikla keramika ir nanokompozītu materiāls, kuru veido stikla matrica, kurā izveidojušies nanoizmēra fluorīdu kristalīti. Izvēloties atbilstošus dopantus, iespējams stikla keramikai piešķirt noderīgas optiskās, magnētiskās un citas īpašības. Dopējot stikla keramikas ar dzelzi un pārejas metāliem vai retzemju joniem, iespējams izveidot materiālā nanodaļiņas ar magnētiskām īpašībām, savukārt, sudraba joni var luminiscēt vai pastiprināt citu jonu luminiscenci.

Darba ietvaros paredzēts sintezēt oksifluorīdu stiklu, no tā iegūt stikla keramiku, kā arī raksturot materiāla struktūru un īpašības, kas ļaus novērtēt tā potenciālu dažādos pielietojumos.

Termoelektrisko īpašību pētījumu tetratiotetracēnu atvasinājumu plānās kārtiņās

Darba vadītājs:

Kaspars Pudžs

Termoelektriskais efekts ir efekts, kas tiešā veidā siltumenerģiju pārvērš elektroenerģijā. Tas paver iespēju no termoelektriski aktīviem materiāliem veidot termoelektriskos ģeneratorus vai sensorus. Radikāliem jonu sāļiem, kas veidoti oksidējot elektroniem bagātus acēnus un tetratiotetracēnus (TTT) ir potenciāli plašs pielietojums, veidojot organiskos metālus un termoelektriskas ierīces, pateicoties to spējai veidot elektriski vadošus viendimensionālus kvazikristālus.

Darba ietvaros ir paredzēts veidot plānas TTT atvasinājuma kārtiņas , raksturot to morfoloģiju un termoelektriskās īpašības, veikt plāno kārtiņu leģēšanu ar jodu un noteikt leģētu kārtiņu termoelektriskās īpašības.

Termoelektrisko īpašību pētījumi polimēru materiāliem 3D drukātiem termoelektriskajiem ģeneratoriem.

Darba vadītājs:

Kaspars Pudžs

Termoelektriskais efekts ir efekts, kas tiešā veidā siltumenerģiju pārvērš elektroenerģijā. Tas paver iespēju no termoelektriski aktīviem materiāliem veidot termoelektriskos ģeneratorus vai sensorus.Ar 3D drukāšanas tehnoloģiju ir iespējams drukāt polimērus, tai skaitā termoelektriski aktīvus polimērus, kas paver iespējas veidot lokanus un dažādas formas termoelektriskos ģeneratorus.

Darba ietvaros ir paredzēts veikt termoelektrisko īpašību pētījumus polimēru materiāliem, kurus varētu izmantot 3D printeros, ar mērķī izveidot 3D drukājamus materiālus termoelektriskajiem ģeneratoriem. Veikt polimēru leģēšanu, lai uzlabotu to elektrisko vadītspēju un Zēbeka koeficientus.

Termoelektrisku aktīvu nanodiegu iegūšana ar elektrovērpšanas metodi

Darba vadītājs:

Kaspars Pudžs

Termoelektriskais efekts ir efekts, kas tiešā veidā siltumenerģiju pārvērš elektroenerģijā. Tas paver iespēju no termoelektriski aktīviem materiāliem veidot termoelektriskos ģeneratorus vai sensorus.

Darba ietvaros ir paredzēts iegūt termoelektriski aktīvus polimēru nanodiegu ar elektrovērpšanas metodi un raksturot to termoelektriskās īpašības: Zēbeka koeficientu, elektrovadītspēju. Nanodiegu struktūras pētīšana tiks veikta ar skenējošā elektrona mikroskopu. Termoelektrisko īpašību uzlabošanai veikt materiālu leģēšanu.

Termoelektrisku organisko materiālu plāno kārtiņu siltumvadītspējas noteikšanā ar 3ω metodi

Darba vadītājs:

Kaspars Pudžs

Termoelektriskais efekts ir efekts, kas tiešā veidā siltumenerģiju pārvērš elektroenerģijā. Tas paver iespēju no termoelektriski aktīviem materiāliem veidot termoelektriskos ģeneratorus vai sensorus. Veidojot termoelektriskos ģeneratorus un raksturojot to efektivitāti, svarīgs lielums ir materiāla siltumvadītspēja. Pēdējā laikā notiek aktīvi pētījumi siltumvadītspējas samazināšanai klasiskajos termoelektriskajos (TE) materiālos. Elektrovadošu polimēru priekšrocība ir to zemā siltumvadītspēja.

Darba ietvaros ir paredzēts attīstīt 3ω metodes iekārtu un tehnoloģiju elektroda uznešanai uz materiāla, kā arī veikt plāno kārtiņu siltumvadītspējas mērījumus dažādiem termoelektriski aktīviem materiāliem atkarībā no to leģēšanas koncentrācijas

Lādiņnesēju kustīguma noteikšana organiskajās plānās kārtiņās

Darba vadītājs:

Aivars Vembris

Lādiņnesēju kustīgums ir būtisks organisko materiālu parametrs, lai varētu noteikt tā potenciālo pielietojumu elektronikas un daļēji arī fotonikas ierīcēs. Parasti lādiņnesēju kustīgums ir mazāks nekā 10-2 cm/V*s, līdz ar to mērījumu metodes ir ierobežotas. Visplašāk pielietotā ir lādiņnesēju caurplūdes laika (Time of Flight) metode. Daudzos gadījumos šī metode ir ierobežota lādiņnesēju dispersā kustīguma dēļ. Šī problēmas atrisināšanai izmanto integrālo lādiņnesēju caurplūdes laika metodi. Līdz šim brīdim ir tikai daži raksti, kurā tā ir pieminēta. Darba mērķis ir izveidot literatūrā apskatītu sistēmu integrālā lādiņnesēju caurplūdes laika mērīšanai. Izmērīt lādiņnesēju kustīgumu dažādiem stiklu veidojošiem organiskiem savienojumiem un noskaidrot kustīguma atkarību no molekulu struktūras.

WO3 un MoO3 IS un Ramana spektri

Darba vadītājs:

Jevgēnijs Gabrusenoks

Volframa un molibdēna oksīdu materiāli (WO3 un MoO3) ir interesanti gan no fundamentālā, gan no praktiskās pielietošanas viedokļa. Īpaši jāatzīmē šo materiālu elektrohromās un katalītiskās īpašības, ko ietekmē materiālu struktūra. Infrasrakanās absorbcijas un Ramana izkliedes spektri sniedz informāciju par atomu svārstībām vielā. Tas savukārt ļauj spriest par vielas atomāro struktūru un ķīmiskajām saitēm.

Darba ietvaros ar infrasarkanās absorbcijas un Ramana izkliedes spektroskopijas metodēm tiks pētītas WO3 un MoO3 plānās amorfās un polikristāliskās kārtiņas. Kārtiņas tiks iegūtas ar dažādām izputināšanas metodēm vakuumā. To spektri tiks salīdzināti ar dažādu WO3 un MoO3 kristālisko fāzu spektriem, un tiks spriest par dažādu sintēzes režīmu ietekmi uz veidojošos kārtiņu struktūru atomārā līmenī.

Molekulārā kristāliskā fosfora svārstību spektri un to modelēšana

Darba vadītājs:

Jevgēnijs Gabrusenoks

Ķīmiskā elementa fosfora pētījumi ir interesanti, jo tā ir elementāra viela ar lielu fizikālo un ķīmisko īpašību daudzveidību. Tā struktūra un režģa svārstības ir pētītas maz, vai vispār nav pētītas.

IS un Ramana spektri sniedz informāciju par atomu svārstībām vielā. Tas ļauj spriest par vielas atomāro struktūru un ķīmiskajām saitēm vielā. Tāpat šīs eksperimentālās metodes izmanto kristālisko fāzu pāreju pētījumos. Darba ietvaros ar infrasarkanās absorbcijas un Ramana izkliedes spektroskopijas metodēm tiks pētītas dažādas molekulārā fosfora kristāliskās fāzes. Fosfora kristālisko struktūru un svārstību spektrus paredzēts modelēt, izmantojot ab initio CRYSTAL un molekulārās dinamikas GULP programmu paketes.

Aktivētu AlN, Al2O3 un līdzīgu materiālu nanodaļiņu luminiscence

Darba vadītājs:

Baiba Bērziņa

Darbā ir paredzēts izpētīt AlN un Al2O3 nanodaļiņu, kas ir aktivētas ar retzemju elementu joniem, luminiscences īpašības. Pētījumu mērķis ir izzināt luminiscences procesus un to mehānismus.

Lai veiktu šo uzdevumu, ir jāpēta materiālu absorbcijas, luminiscences un tās ierosināšanas spektri plašā spektru (luminiscencei no 250 nm līdz 900 nm) un temperatūru (no 10 K līdz 300 K) rajonā. Iegūtie rezultāti ļaus izvērtēt materiālu pielietojamību bioloģisku materiālu izpētē, tos lietojot kā luminiscējošus marķierus procesu izsekošanai.

Punktdefektu un piemaisījumu optisko īpašību izpēte silīcija dioksīdā un optiskajos gaismas vados

Darba vadītājs:

Linards Skuja

Silīcija dioksīds ir viens no svarīgākajiem materiāliem mūsdienu tehnoloģijās. Dabā tas pastāv gan kristāliskā (kvarcs) gan arī stiklveida formā ("kvarca stikls", amorfās SiO2 oksīdu kārtiņas, nanodaļiņas). No stiklveida SiO2 tiek veidoti praktiski visi šķiedru optiskie viļņvadi, gan informācijas pārraidei -Internets, gan speciāliem pielietojumiem- šķiedru lāzeri, optiskie sensori, pret radiāciju noturīgie gaismas vadi kodolenerģētikā un kosmiskajā tehnikā, medicīnai, materiālu apstrādei u.c. SiO2 Gaismas vadi speciāliem pielietojumiem tiek ražoti arī Latvijā. Papildus minētajam, SiO2 stikls ir pamatmateriāls optiskajos elementos (logi, lēcas) lieljaudas impulsa lāzeriem un darbam ultravioletajā spektra diapazonā. Funkcionalizētas SiO2 nanodaļiņas tiek pētītas zāļu transportam, šūnu vizualizēšanai un ārstniecībai.

SiO2 pielietojumos fotonikā būtisku lomu spēlē atomu-mēroga atkāpes no ideālās stikla struktūras, t.s. punktdefekti, kuri var rasties sintēzes un izgatavošanas (šķiedru vilkšanas) procesos, vai arī vēlākās ekspluatācijas gaitā (lāzera starojums, radiācija, u.c.). Būtiska problēma ir noskaidrot šo defektu optiskās īpašības, struktūru un meklēt ceļus to novēršanai, kā arī atrast piemērotus leģējošus savienojumu materiāla funkcionalizēšanai. Darba ietvaros paredzēts apgūt eksperimentālās metodes punktdefektu un leģējošo piemaisījumu īpašību izpētei un veikt to izpēti gan industriāli ražotos, gan pašu sintezētos SiO2 materiālos un Latvijas ražotāju izgatavotos optiskajos gaismas vados.

Mēroga efekta izpēte funkcionālo materiālu cietībā, izmantojot nanoindentēšanas metodi

Darba vadītājs:

Jānis Maniks

Mēroga efekts materiālu mehāniskajās īpašībās, tai skaitā stiprībā un cietībā izpaužas kā stiprības palielināšanās, samazinot deformējamo tilpumu. Piemēram, nanoizmēra materiālu stiprība ievērojami pārsniedz makroizmēra paraugiem raksturīgo (“Small is strong”). Indentēšanas mērījumos plānu virsmas slāņu cietība ir ievērojami augstāka nekā novērotā lielākos dziļumos.

Darba ietvaros ir paredzēts veikt mēroga efekta cietībā izpēti virknē funkcionālo materiālu (halogenīdi, oksīdi,u.c.), izmantojot instrumentētās nanoindentēšanas metodi. Pētījumi ietver arī apstarošanas ar ātrajiem joniem ietekmi uz mēroga efektu.

Hibrīdu metala-oksida kodola-apvalka nanovadu sintēze un raksturošana

Darba vadītājs:

Boriss Poļakovs

Darba tēma vērsta uz kodola-apvalka nanovadu sintēzi un raksturošanu, ar akcentu uz mehāniskajiem un optiskajiem īpašībām. Kodola-apvalka nanovadu uzbūves koncepcija balstās uz idejas, ka kodola un apvalka materiāli ir viens otram papildinoši, var kompensēt trūkumus un radīt jaunas funkcionālās īpašības izveidotajām heterostruktūrām. Ir zināms, ka oksīda pārklājumi var ievērojami palielināt metāla nanovadu mehānisku izturību un izturību pret koroziju. Kodola materiāli galvenokārt būs Ag un Au nanovadi, pārklāti ar dažādiem oksīdiem (SiO2, Al2O3, ZrO2, HfO2 utt.). Gala mērķis ir attīstīt plazmonu viļņvadus uz kodola-apvalka nanovadu bāzes ar uzlabotām optiskajām un mehāniskajām īpašībām.

Augšup-pārveidotā luminiscence oksifluorīdu stikla keramikā

Darba vadītājs:

Anatolijs Šarakovskis

Augšup-pārveidotā luminiscence ir process, kurā starojums ar mazāku enerģiju (piemēram, infrasarkanais starojums) tiek pārveidots starojumā ar lielāku enerģiju (redzamais vai pat ultravioletais). Īpaši efektīvi šis process norisinās oksifluorīdu stikla keramikā – kompozītmateriālā, ko veido stikla matricā atrodošies nanoizmēra fluorīdu kristalīti. Šo materiālu iegūšana caurspīdīgā formā paver iespējas to izmantošanai dažādos pielietojumos, bet reizē tas ir arī liels tehnoloģisks izaicinājums.

Darba ietvaros ir paredzēts sintezēt oksifluorīdu stiklu, iegūt stikla keramiku, kā arī raksturot šo materiālu struktūru un optiskās īpašības.

  

Par bakalauru un maģistra darbu izstrādi Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā, sazinieties ar direktora vietnieku mācību darbā Anatoliju Šarakovski (Anatolijs.Sarakovskis@cfi.lu.lv)