Исследование новых детекторных сред на основе наноструктурированных нитридов для эффективного мониторинга дозы ионизирующего излучения

Проект: Проект-Грант

Сведения о проекте

Описание

Исследование люминесцентных свойств диэлектрических и полупроводниковых наноструктурированных материалов является одним из перспективных направлений для различных областей физики. В связи с увеличением концентрации поверхностных атомов и дефектов, возникновением эффектов квантово-размерного ограничения, а также воздействием других факторов, подобные нульмерные объекты могут обладать уникальными свойствами, которые не присущи родственным объемным материалам. В частности, образование в малом объеме наноматериалов электро-дырочных пар повышает вероятность их рекомбинации, за счет чего возможно увеличение интенсивности люминесценции.
В настоящее время интенсивно изучаются возможности применения нанолюминофоров для создания светоизлучающих диодов, лазеров, фотоэлементов, люминофоров, биометок и биосенсоров и др. Также следует отметить повышенный интерес к созданию дозиметрических средств, способных обеспечить высокодозные измерения с высокой точностью и экспрессивностью для различных отраслей промышленности, экологии и медицины.
В рамках вышесказанногого научное исследование настоящего проекта ориентировано на получение фундаментальных данных о физико-химических и люминесцентных свойствах различных структурных модификации AlN и h-BN при низких температурах. Полученные данные помогут улучшить параметры существующих устройств или послужат основой для создания нового поколения микро- и наноустройств для целей дозиметрии и электроники.
На первом этапе исследований планируется провести аттестацию образцов (нанопорошков AlN и h-BN, нановискеров AlN) методами электронной микроскопии и рентгеновской дифракции.
На втором этапе запланированы измерения спектров катодо- и фотолюминесценции, флюорисценции, на основании которых будет получена первичная информация о характере стимулиронного свечения в выбранных образцах.
Далее необходимо провести исследование эволюции оптических свойств материалов при варьировании температуры от LNT до 700 К. Будут определены количественные данные о кинетике ТЛ и ОСЛ процессов, а также параметры возможного температурного тушения в образцах.
На основании всех полученных данных будет проведена идентификации дефектов, ответственных за люминесцентное свечение в исходных и облученных образцах при протекании стимулированного свечения, будут сформулированы необходимые зонные модели. Полученная информация позволит сформулировать рекомендации по возможному практического применению структурных модификаций AlN и h-BN в качестве основы для создания детекторов ионизирующего излучения, а также по применению данных материалов в микро- и наноустройствах (эмиттеры УФ-излучения, светодиоды и т.д.) оптоэлектроники.
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания01/07/201730/06/2019

Площадка НИЧ УрФУ, где ведется данный грант (НИЧ Куйбышева, НИЧ Мира)

  • НИЧ Мира

ГРНТИ

  • 29.31.23 Люминесценция

Тип источника финансирования (РФФИ, РНФ, Х/Д, Гранты и т.д.)

  • РНФ

Результат исследований

  • 2 Материалы конференции
  • 1 Статья

Spectral and kinetic parameters of thermoluminescence in cation-deficient AlN crystals

Chaikin, D. V., Spiridonov, D. M., Vokhmintsev, A. S., Martemyanov, N. A. & Weinstein, I. A., 6 дек 2019, Physics, Technologies and Innovation, PTI 2019: Proceedings of the VI International Young Researchers� Conference. Volkovich, V. A., Zvonarev, S. V., Kashin, I. V., Smirnov, A. A. & Narkhov, E. D. (ред.). American Institute of Physics Inc., 020091. (AIP Conference Proceedings; том 2174).

Результат исследований: Глава в книге, отчете, сборнике статейМатериалы конференции

  • Spectrally resolved thermoluminescence in electron irradiated AlN submicrocrystals

    Spiridonov, D. M., Weinstein, I. A., Chaikin, D. V., Vokhmintsev, A. S., Afonin, Y. D. & Chukin, A. V., 1 мар 2019, В : Radiation Measurements. 122, стр. 91-96 6 стр.

    Результат исследований: Вклад в журналСтатья

  • 1 Цитирования (Scopus)

    Spectrally resolved thermoluminescence in UV excited hexagonal boron nitride nanopowder

    Spiridonov, D. M., Henaish, A. M. A., Shalyakin, S. A., Vokhmintsev, A. S. & Weinstein, I. A., 27 ноя 2018, В : Journal of Physics: Conference Series. 1115, 5, 052025.

    Результат исследований: Вклад в журналМатериалы конференции