Реєстраційний номер
0524U000174, Докторська дисертація
На здобуття
Доктор фізико-математичних наук
Дата захисту
29-05-2024
Статус
Захищена
Назва роботи
Структура та властивості парамагнітних центрів у широкощілинних матеріалах на основі апатитів, оксидів та А2В6
Здобувач
Носенко Валентина Володимирівна, Кандидат фізико-математичних наук
Опонент Гомоннай Олександр Васильович
Опонент Скришевський Валерій Антонович
Опонент Морозовська Ганна Миколаївна
Рецензент Кончиць Андрій Андрійович
Рецензент Тарасов Георгій Григорович
Рецензент Насєка Юрій Миколайович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України
Опис
1. Метою роботи було визначення природи, властивостей та еволюції парамагнітних дефектів у світловипромінювальних та радіаційно-чутливих широкощілинних матеріалах, а також обґрунтування фізичних основ використання цих дефектів в якості зондів структури досліджуваних матеріалів. Об'єктом дослідження були парамагнітні дефекти у широкощілинних матеріалах на основі гідроксилапатитів (ГАП), оксидів та А2В6. В роботі використано радіоспектроскопічні (електронний парамагнітний резонанс, оптично-дектований магнітний резонанс, подвійний електронно-ядерний резонанс), оптичні (фотолюмінесценція, комбінаційне розсіювання світла), структурні (дифракція рентгенівських променів, скануюча електронна мікроскопія), електричні (вольт-амперні характеристики) методи дослідження. Для моделювання спектрів застосовувалися програми Symphonia з пакету WinEPR компанії Bruker, Separator із пакета Visual EPR та Origin. Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше виявлено радіаційно-індуковані центри в ГАП з домішками нітрату ((N)ГАП) або одночасно карбонату та нітрату ((С,N)ГАП): NO32 (І), NO32 (ІІ), NO32-(ІІІ), NO32-(IV), NO32-(V), Ox-; визначено їх радіоспектроскопічні параметри, структуру, механізми утворення під впливом γ- і УФ-опромінення та трансформації при термообробці; виявлена селективна генерація парамагнітних центрів NO32 і СО2- в (C,N)ГАП в залежності від енергії кванта зовнішнього опромінення (УФ чи ); показано, що радіаційною чутливістю ГАП можна керувати за допомогою попередніх відпалів, а оптимальною для ЕПР дозиметрії є реєстрація сигналу центрів СО33 у (С)ГАП, відпаленому при 700оС; виявлено характеристичний параметр, а саме відношення кількості аксіальних до орторомбічних СО2 центрів, величина якого залежить від віку викопного біологічного ГАП (зубна емаль) і не залежить від потужності дози, що відкриває нові можливості у датуванні палеонтологічних знахідок; показано, що покриття із синтетичного (С)ГАП, отримані в процесі детонаційного напилення, є сумішшю двох хімічно близьких сполук: апатиту і тетракальційфосфату, причому відносні внески цих фаз залежать від технологічних умов виробництва покриття, а перетворення структури ГАП у процесі напилення відбуваються переважно вздовж осі 6-го порядку та в її найближчому оточенні; виявлені нетривіальні особливості спектрів КРС ГАП покриттів (широка смуга в діапазоні від 1000 до 4000 см–1; інтенсивні смуги на 5000 і 5027 см–1), які інтерпретовано в рамках уніфікованого теоретичного підходу як результат комплексної ангармонічної взаємодії між фундаментальним коливанням OH, фононами ґратки та обертоном згинальних коливань; визначені параметри спінового Гамільтоніана для іонів Mn2+ у кристалічних фазах Mg2TiO4 та MgTiO3, що дало інструмент для аналізу фазового складу багатокомпонентних керамік; встановлено закономірності розподілу Mn в варисторній кераміці ZnO:Mn, а також продемонстровано можливість керування розподілом Mn у готовій кераміці за допомогою додаткових термічних відпалів; продемонстровано, що легування Манганом в процесі колоїдного росту CdS:Mn наночастинок сповільнює їх ріст; показано, що парамагнітні центри Mn2+ можна використовувати в якості зонду для визначення вкладу різних політипів при змішано-політипній структурі мікронних та субмікронних порошків ZnS. В нано-ZnS за допомогою вивчення сигналу ЕПР від Mn2+ виявлено нелокальні непарамагнітні дефекти – планарні дефекти пакування та показано, що вони є типовими дефектами ґратки для кубічного нано-ZnS. Практична значущість одержаних результатів полягає у тому, що було запропоновано матеріал ((C,N)ГАП) для створення селективного детектора радіаційного опромінювання, тобто такого, який дозволяє виокремлювати вплив УФ- та -опромінення. Запропоновано спосіб сенсибілізації дозиметричного матеріалу ((С)ГАП), а саме показано, що найбільший дозиметричний відгук матеріалу можна отримати, використовуючи сигнал від СО33- центрів в (С)ГАП, попередньо відпалених при 700оС. Розроблено фізичні основи для нового методу ЕПР-датування викопних ГАП-містких палеонтологічних знахідок. Цей метод вільний від недоліка, притаманного відомому методу ЕПР датування, а саме, не потребує використання величини річної дози опромінення та додаткового доопромінення. Ідентифіковано технологічні фактори впливу на дефектну структуру біосумісних покриттів, отриманих методом детонаційного напилення С(ГАП). Продемонстровано можливість використання ЕПР сигналу від Mn2+ для експрес-аналізу фазового складу мікропорошків змішано-політипного сульфіду цинку, а також для виявлення локальних спотворень кристалічної ґратки (планарні дефекти) в нано-ZnS.
Дата реєстрації
2024-05-15
Додано/оновлено в НРАТ
2024-05-15 / 2026-07-01
