Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование новых кристаллических, аморфных и наноструктурированных материалов для сцинтилляционных и люминесцентных преобразователей, сенсоров и других применений»



бет1/62
Дата26.06.2018
өлшемі6,34 Mb.
түріОтчет
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   62
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени М.В. ЛОМОНОСОВА


НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

имени Д.В. СКОБЕЛЬЦЫНА




УДК 535.37

№ госрегистрации 01201057418

Инв. №





УТВЕРЖДАЮ

Директор НИИЯФ МГУ


профессор
______________ М.И. Панасюк

«____» июля 2010 г.



ОТЧЕТ
о научно-исследовательской работе
«Разработка и исследование новых кристаллических, аморфных и наноструктурированных материалов для сцинтилляционных и люминесцентных преобразователей, сенсоров и других применений»

«1 этап. Выбор и обоснование методик исследования, анализ литературных данных»


Шифр «2010-1.1-121-011-052»
Государственный контракт от «22» марта 2010 г. № 02.740.11.0546
в рамках
ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной

России» на 2009-2013г.

Научный руководитель,

доктор ф.-м. наук, профессор _______________ В.В.Михайлин

2010

Список исполнителей


Научный руководитель,

зав.отделом, зав.каф., д.ф.-м.н., профессор



_______________________



подпись, дата

Михайлин Виталий Васильевич
(Введение – постановка задачи, заключение – обобщение результатов, все разделы – постановка задачи и участие в обсуждении)

Исполнители:







студент

_______________________



подпись, дата

Антошков Андрей Анатольевич
(разделы 6, 7– участие в измерениях)

Выпускник аспирантуры

_______________________




Богатырев Илья Борисович (раздел 2 – анализ результатов)

н.с.

_______________________



подпись, дата

Бежанов Виталий Анатольевич
(разделы 4,8 – участие в измерениях)

вед.н.с., д.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Васильев Андрей Николаевич
(раздел 1 –участие в расчетах, разделы 2, 3 – постановка задачи, обобщение и анализ результатов)

ст.н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Герасимова Василиса Игоревна
(раздел 7 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, разделы 6, 8 – анализ и обобщение результатов)

н.с.

_______________________



подпись, дата

Заворотный Юрий Станиславович
(разделы 6, 7, 8 – участие в измерениях, участие в обсуждении)

студент

_______________________



подпись, дата

Илюхин Сергей Сергеевич
(разделы 6, 8 – участие в измерениях)

доцент, к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Каменских Ирина Александровна
(раздел 1 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, раздел 3 – участие в обсуждении, раздел 4 – участие в измерениях)





зав. лаб., проф.,

д.ф.-м.н.


_______________________



подпись, дата

Каск Николай Евгеньевич
(раздел 5 – постановка задачи, анализ и обобщение)

аспирант

_______________________



подпись, дата

Киркин Роман Владимирович
(разделы 2, 3 – анализ литературных данных)

ст.н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Колобанов Виталий Николаевич
(раздел 4 – участие в измерениях)

н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Лексина Елена Георгиевна
(раздел 5 – участие в измерениях, анализ литературных данных)

мл.н.с.

_______________________



подпись, дата

Марков Игорь Александрович
(разделы 2, 3 – анализ литературных данных, подготовка материала)

н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Мичурин Сергей Владимирович
(раздел 5 – работа с литературой, проведение измерений)

ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.

_______________________



подпись, дата

Рыбалтовский Алексей Ольгердович
(разделы 6, 8 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, подготовка текста отчета)

аспирант

_______________________



подпись, дата

Савон Александр Евгеньевич
(разделы 3, 4 – анализ литературных данных, участие в измерениях)

н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Спасский Дмитрий Андреевич
(раздел 4 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, проведение измерений)

гл. специалист,

к.ф.-м.н.


_______________________



подпись, дата

Сусов Александр Михайлович
(введение, заключение, подготовка текста отчета , разделы 6, 7 – обобщение и анализ результатов)

ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.

_______________________



подпись, дата

Фёдоров Геннадий Михайлович
(разделы 5, 8 – участие в измерениях, анализ результатов)

аспирант

_______________________



подпись, дата

Чугунова Марина Михайловна
(раздел 1 – анализ литературных данных, подготовка материала)

мл.н.с., к.ф.-м.н.

_______________________



подпись, дата

Шапочкин Григорий Михайлович
(разделы 3, 4 – участие в измерениях, анализ результатов)

стажер

_______________________



подпись, дата

Яковлев Вадим Гаврилович
(раздел 4 – участие в измерениях)

нормоконтролер

_______________________



подпись, дата

Михайлова Лидия Алексеевна
(проверка отчета)

Изменения в составе коллектива исполнителей НИР за отчетный период (первый этап 2010 года):

Принят в состав исполнителей контракта (по сравнению с заявкой):


  1. Федоров Г.М. (ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.), дата рождения 18.04.1944

  2. Богатырев И.Б. (выпускник аспирантуры), дата рождения 13.11.1982

Выведены из состава исполнителей проекта (по сравнению с заявкой):

  1. Павлов Ю.В. (ст.н.с., к.ф.-м.н.), в связи с изменением тематики работы;

  2. Пивкин А.Н. (мл.н.с), в связи с изменением тематики работы;

  3. Чекина С.Н. (н.с., к.ф.-м.н.), в связи с изменением тематики работы;

  4. Лякишева И.Б. (аспирант), в связи с окончанием срока обучения в аспирантуре;

  5. Захаров А.С. (аспирант), в связи с изменением тематики работы;

  6. Абрамов Д.В. (студент), в связи с окончанием срока обучения.

Изменения в должности:

  1. Студент Киркин Р.В. поступил в аспирантуру (с 01.03.2010);

  2. Ст.н.с. Каменских И.А. переведена на должность доцента (с 01.06.2010).

РЕФЕРАТ
Отчет 125 с., 8 разделов, 37 подразделов, 31 рис., 2 табл., список литературы из 237 наименований.

Ключевые слова: люминесценция, сцинтилляторы, наноструктурированные материалы, взаимодействие излучения с веществом, лазерная абляция, сенсоры.

Объект исследования – сцинтилляторы, преобразователи ионизирующего излучения, диэлектрические кристаллы, наноструктурированные системы, полимерные материалы с металлоорганическими соединениями, металлические наночастицы, лазерная плазма.

Цель работы

Целью выполнения НИР является проведение исследований взаимодействия синхротронного и лазерного излучения с новыми кристаллическими, аморфными и наноструктурированными материалами по следующим направлениям:



  • Исследование процессов передачи энергии в сцинтилляторах, используемым в составе детекторов для позитрон-эмиссионной томографии и регистрации новых физических явлений, в частности, иттербий-содержащих сцинтилляторов с люминесценцией из состояний с переносом заряда;

  • Определение особенностей процессов преобразования энергии ионизирующего излучения (частиц) в световое излучение в оксидных ионно-ковалентных диэлектрических кристаллах молибдатов, которые являются новыми материалами для создания криогенных фонон - сцинтилляционных детекторов редких событий;

  • Разработка методов управления физико-химическими свойствами прозрачных полимерных материалов путем их модификации с помощью метода сверхкритической флюидной импрегнации и последующего УФ облучения;

  • Проведение исследований механизмов формирования металлических наночастиц с определёнными параметрами, а также периодических структур из них, в прозрачных диэлектриках, которые могут найти применение при создании сенсорных и других устройств для медицины и биологии;

  • Построение теории, объясняющей непропорциональность выхода люминесценции сцинтилляторов, и определение связи особенностей электронной структуры с предельным энергетическим разрешением сцинтилляторов;

  • Исследование процессов при взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения в области от ИК до мягкого рентгена с диэлектрическими кристаллами;

  • Исследование перколяционного механизма формирования наноматериалов при лазерной абляции многокомпонентных мишеней, определение параметров полученных структур и исследование их оптических, транспортных и других физических свойств, с целью направленного изменения параметров и свойств получаемых наноматериалов, разработки методик их исследования и практического применения.

  • Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов.

Методология проведения работы – применение спектроскопических и люминесцентных методов исследования с временным разрешением, спектроскопия с использованием синхротронного излучения, теория кинетических явлений, моделирование методом Монте-Карло, применение лазерного воздействия на вещество, импрегнация полимеров
Результаты работы.

Проведен теоретический анализ влияния рассеяния на спектральные характеристики люминесценции в мелкодисперсных системах. Проведен анализ литературных данных по спетрально-кинетическим исследованиям люминесценции наноразмерного кремния различных морфологий.

Проведен анализ моделей взаимодействия и кинетик релаксации различных типов скоррелированных электронных возбуждений, создаваемых в широкозонных диэлектрических кристаллах с учетом неоднородного распределения возбуждения

Проведен анализ экспериментальных данных и феноменологических моделей, объясняющих непропорциональность энергетического выхода сцинтилляторов на основе нелинейности люминесцентного отклика в треке с неоднородным распределением возбуждений.

Проанализированы литературные данные по кристаллической структуре, электронному строению энергетических зон, спектрам люминесценции и моделям, позволяющим объяснить спектрально-кинетические характеристики широкого ряда кристаллов на основе MoO4 комплекса.

Проанализированы различные методы получения фрактальных наноматериалов методом лазерной абляции многокомпонентных мишеней, помещенных в буферный газ и жидкость.

На основе полученных экспериментальных данных проведён анализ методов и механизмов импрегнации молекул МОС серебра и меди в матрицы искусственного опала и стекла Vycor.

Проведен цикл исследований по вхождению -дикетонатов европия во фторсодержащие полимеры в зависимости от типа лиганда (fod, tta, bta, 1,10-фенантролин). Установлено, что присутствие 1,10-фенантролина в качестве дополнительного лиганда ухудшает растворимость МОС в СКФ и требует изменения параметров импрегнации.

Рассмотрены механизмы формирования наночастиц серебра в полимерных матрицах, импрегнированных молекулами МОС серебра через раствор сверхкритического СО2, при фото- и терморазложении этих молекул.

Все перечисленные выше результаты работ сопоставимы с аналогичными работами, определяющими мировой уровень исследований.

Результаты работы использованы в образовательном процессе в курсах лекций, читаемых на физическом факультете МГУ, при подготовке дипломных работ и кандидатских диссертаций.

По результатам работы опубликовано 6 работ в высокорейтинговых журналах, сделано 11 докладов на международных конференциях и 3 доклада на российских конференциях.


Содержание

Обозначения и сокращения 9

Введение 11

1. Анализ данных по спектрально-кинетическим исследованиям люминесценции в мелкодисперсных системах с нанометровыми размерами кристаллитов 13

2. Анализ моделей взаимодействия элементарных возбуждений при интенсивном фемтосекундном возбуждении диэлектрических кристаллов в области фундаментального поглощения 32

3. Анализ феноменологических моделей, объясняющих непропорциональность энергетического выхода сцинтилляторов 47

4. Анализ литературных данных о природе центров собственной люминесценции в различных молибдатах 53

5. Анализ различных методов изготовления фрактальных наноматериалов при лазерной абляции многокомпонентных мишеней 75

6. Анализ методов импрегнации металлоорганических соединений меди и серебра в нанопористые матрицы 85

7. Анализ спектроскопических исследований по вхождению различных МОС во фторсодержащие полимеры в зависимости от типа лиганда 91

8. Анализ механизмов образования наночастиц серебра в полимерах 99

Заключение 104

Литература 107







Электронная структура
Электронная структура энергетических зон
Люминесценция молибдатов со структурным типом шеелита.
Модель центра собственной люминесценции в молибадатах со структурным типом шеелита.
Люминесценция кристаллов молибдата натрий-висмута.


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   62


©engime.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

енгізу | тіркеу
    Басты бет


материалдарды жүктеу