Badano strukturę porów węgli aktywnych metodami adsorpcyjną i małokątowego rozpraszania promieni rentgenowskich (MRX). Otrzymane krzywe rozpraszania analizowano za pomocą programu komputerowego Glattera. Zidentyfikowano mikropory (< 1,5÷2,0 nm) i mezopory ( < 100 nm). Do weryfikacji wyników zastosowano charakterystykę struktury porów opartą na adsorpcji i desorpcji argonu. Rozkłady rozmiaró[...]

(Domieszkowanie MgB2 nanokrystalicznym SiC przy zastosowaniu mieszania w wysokim ciśnieniu gazu obojętnego i spiekania izostatycznego). Zbadano wpływ domieszkowania MgB2 nanokrystalicznym SiC. Proszki[...]

  W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania wodorem jako źródłem nowej energii, która może zastąpić paliwa kopalne. Obecnie w ogniwach paliwowych wodór wykorzystuje się do przekształcania energii chemicznej w elektryczną. Zaletą takiego rozwiązania jest wydajność oraz niewielkie zanieczyszczenie środowiska. Problemem jednak jest sposób magazynowania wodoru i zapewnienie bezpieczeństwa. Rośnie zapotrzebowanie na materiały czułe na H2, które zostaną wykorzystane do monitorowania instalacji przemysłowych w celu zapobiegania wyciekom wodoru. Znane są obecnie detektory wodoru bazujące na nanostrukturach, ale wciąż brakuje czujników selektywnych o wysokiej czułości i szybkim czasie reakcji. Pallad, a szczególnie jego nanokrystality są jednym z najlepszych absorbentów wodoru. Ostatnie badania dowiodły, że ilość zaabsorbowanego wodoru jest wyższa w nanokrystalicznych Pd w porównaniu z cienką warstwą palladu. Wielkość luk między atomami Pd w sieci krystalograficznej nanoziaren palladu sprzyja wnikaniu wodoru do wnętrza sieci powodując zwiększenie objętości ziaren [2]. Dzieje się tak, gdy wodór cząsteczkowy (H2) lub wodór będący składnikiem cząsteczek chemicznych dysocjuje i w postaci atomowej wnika w nanoziarna Pd umieszczone w węglowej matrycy [3]. W wyniku opisanego zjawiska w funkcji rosnącego stężenia wodoru początkowo powstaje roztwór stały (Pd, H), a następnie wodorek palladu o różnej stechiometrii PdHx. Nanoziarna palladu mają strukturę krystalograficzną typu fcc o stałej sieci a = 0,3891nm. Wodór wchłaniany jest w ziarnach palladu w postaci atomowej i w zależności od jego zawartości w sieci Pd tworzy się najpierw roztwór stały a następnie faza α lub faza β wodorku metalu. Faza α wg danych z pracy [4] ma wartość stałej sieci 0,3893 nm. Przekroczenie granicznej koncentracji powoduje tworzenie się drugiej fazy β ze stała sieci 4,025Å. Obie fazy mogą występować jednocześnie do momentu powstania[...]

  Mn-doped YAlO3, EuAlO3 and PrAlO3 perovskite nanopowders were synthesized by sol-gel (Pechini) method and characterized using X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, photoluminescence and thermoluminescence techniques. The studied nanopowders were of single YAP phase or contained only traces of YAG or YAM phases. The studied samples showed mainly red luminescence originated from Mn4+. Motywacją do podjęcia tematu pracy były doniesienia literaturowe o możliwości wykorzystania monokryształów YAP:Mn w zapisie holograficznym oraz w dozymetrii termoluminescencyjnej promieniowania jonizującego. Dotychczasowe badania koncentrowały się na monokrysztale glinianu itru uzyskanym metodą Czochralskiego. Do otrzymania nanoproszków wykorzystano zmodyfikowaną metodę Pechiniego zol-żel. Analiza rentgenowska wykazała, że otrzymane nanoproszki perowskitu itrowo-glinowego domieszkowanego jonami manganu oraz jonami ziem rzadkich są przeważnie jednofazowe ze śladową ilością fazy obcej (poniżej 1%) YAM lub YAG. Ponadto otrzymano jednofazowe perowskity PrAlO3 oraz EuAlO3 domieszkowane jonami manganu. Uzyskane materiały zostały scharakteryzowane również poprzez skaningową mikroskopię elektronową (SEM). Ponadto przeprowadzono kompleksowe badania luminescencyjnych właściwości próbek. W celu charakteryzacji materiałów wykorzystano znane metody spektroskopowe, w tym pomiary widm fotoluminescencji (PL), widm pobudzania fotoluminescencji (PLE), widm luminescencji przy pobudzaniu rentgenowskim (XRL), pomiary krzywych termoemisji (TSL) oraz widm termoemisji. Monokryształy glinianu itrowego (YAlO3) o strukturze perowskitu są ważnymi materiałami do konstrukcji laserów na ciele stałym. Materiały fotorefrakcyjne, do jakich zaliczany jest YAP:Mn, budzą również duże zainteresowanie ze względu na możliwość wykorzystania ich w holograficznym oraz optycznym zapisie informacji1, 2). W przypadku kryształów YAP domieszkowanych jonami manganu uda[...]

Rozwój nowych technologii oraz poszukiwanie alternatywnych źródeł czystej energii spowodowały duże zainteresowanie wielu grup badawczych wykorzystaniem nanoporowatych materiałów węglowych w magazynowaniu i detekcji wodoru [6]. Nowe materiały bazujące na połączeniu nanostruktur palladu i różnych nanomateriałów węglowych (np. nanorurki, nanopianki, nanopręty, fullereny, warstwy diamentowe mikroi nanostrukturalne, warstwy diamentopodobne DLC) pozwalają na skonstruowanie czujnika wielofunkcyjnego, w którym jeden detektor będzie mógł wykrywać i mierzyć jednocześnie stężenia różnych rodzajów gazów (zawierających wodór) w różnych warunkach środowiskowych. Pallad może wiązać wodór tworząc różnego rodzaju związki metalo-organiczne lub reagować chemicznie tworząc wodorki o słabej stabilności. Dla warstwy zawierającej pallad zmiana jej struktury i składu pod wpływem oddziaływania z otoczeniem gazowym wpływa na sorpcyjne właściwości materiału. W wielu przypadkach procesy sorpcji wodoru przez cząstki palladu mają charakter odwracalny [4]. Nowoczesne nanomateriały węglowo-palladowe stwarzają możliwość opracowania detektora o wysokiej selektywności, wytrzymałości mechanicznej i termicznej. Jako podłoża dla otrzymania takich warstw mogą być stosowane: monokrystaliczny krzem i materiały wysokotemperaturowe (np. ceramika Al2O3, SiC). Badane warstwy Pd-C mają charakter nanokompozytowy i w skład takiego nanokompozytu mogą wchodzić nanokrystality Pd, nanokrystality fullerytu, nanoziarna węgla w różnych jego postaciach (węgiel amorficzny, nanopianka, płaszczyzny grafenowe) [1, 3]. Badania właściwości strukturalnych i molekularnych warstw Pd-C pozwalają na określenie niektórych właściwości fizycznych (struktura i topografia) związanych z rozwinięciem powierzchni (powierzchnią aktywną) oraz chemicznych (ilość i postać struktury palladu w warstwie). Te właściwości mają wpływ na czułość czujnika, w którym warstwą aktywną jest badana przez nas war[...]

  W artykule przedstawiono niektóre metody badań właściwości nanokompozytowych materiałów węglowych zbudowanych z różnych odmian alotropowych węgla i nanoziaren palladu lub niklu. Właściwości tych nanometeriałow zbadane zostały przy zastosowaniu wielu metod takich jak: skaningowa mikroskopia elektronowa wraz ze spektroskopią dyspersji energii, spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera, dyfrakcja rentgenowska. Pokazano również wyniki badań takich właściwości tych nanomateriałów jak emisja polowa i zmiany rezystancji pod wpływem zmian otoczenia gazowego. Wszystkie prezentowane badania były prowadzone w Zakładzie Nanotechnologii ITR. Słowa kluczowe: nanomateriał, PVD, CVD, sensor wodoru.Kompozyty to materiały będące kombinacją kilku (co najmniej dwóch) materiałów, z których jeden nazywany jest lepiszczem (czasem osnową) zaś drugi komponent stanowi "zbrojenie". Zbrojenie wzmacnia cechy materiału, zaś osnowa utrzymuje materiał w żądanej postaci. Projektowanie kompozytów pozwala uzyskać materiały o nowych, niespotykanych w materiałach konwencjonalnych właściwościach. Nanokompozyty stanowią nową klasę materiałów kompozytowych. Warstwy nanokompozytowe złożone z osnowy węglowej i nanoziaren metalu, jako fazy zbrojenia są otrzymywane w Zakładzie Nanotechnologii ITR przy zastosowaniu technologii PVD (Physical Vapor Deposition) i technologii CVD (Chemical Vapor Deposition). W zależności od parametrów tych procesów można otrzymać nanokompozytowe warstwy składające się z: 1) nanokrystalitów niklu lub palladu w osnowie węglowej; 2) nanorurek węglowych w osnowie węglowej; 3) różnego typu nanobiektów węglowych (nanoziarna fullerytu, nanocebulki, nanoziarna metalu w otoczce z wielu zakrzywionych powierzchni grafenowych. Szczegółowo metody otrzymywania tych materiałów zostały opisane w naszych wcześniejszych publikacjach [1-7]. Warstwy składające się z nanoziaren metalu osadzonych w osnowie węglowej otrzymuje się metodą PVD, przy cz[...]

  Wszechstronny rozwój technik osadzania warstw różnego typu oraz urządzeń technologicznych umożliwia precyzyjne sterowanie wzrostu warstw o różnorodnych cechach nano- i mikrostrukturalnych i właściwościach mechanicznych. Wśród metod otrzymywania takich nano- i mikrostrukturalnych warstw technologie PVD (fizycznego osadzania w próżni) i CVD (chemicznego osadzania w próżni) są jednymi z bardziej popularnych. Metodami tymi, stosowanymi osobno lub sekwencyjnie, można otrzymywać warstwy typu nanokompozytów. Nanokompozyty to materiały, które zawierają nanocząstki jednego materiału wplecione w matrycę innego materiału. W wyniku dodania nanocząstek następuje znacząca poprawa właściwości takich jak: wytrzymałość mechaniczna, wytrzymałość i przewodność elektryczna oraz cieplna. W zależności od składu nanokompozytu można spodziewać się również zdolności detekcji przez materiał różnych czynników (np. gazów czy cieczy). Jednym z bardziej interesujących zastosowań nanokompozytów palladowo-węglowych jest przechowywanie i wykrywanie wodoru. Pallad jest idealnym materiałem do wykrywania wodoru, ponieważ selektywnie absorbuje gazowy wodór i tworzy związki chemiczne typu stopu - wodorki palladu [1]. Proces tworzenia wodorku palladu może być monitorowany przez zmianę współczynnika odbicia lub przepuszczalności światła albo przewodności elektrycznej cienkich warstw związku. Działanie detektorów wodoru zbudowanych na tego typu warstwach polega na tym, że oporność elektryczna wodorku palladu jest większa niż oporność czystego palladu [2]. Inne prace dowodzą, że nanocząstki palladu są obiecującymi materiałami do zastosowań w detektorach gazowych [3-6]. Szczególnie interesujące jest zastosowanie nanocząstek Pd do funkcjonalizacji nanorurek węglowych (NW) w celu podniesienia ich właściwości sensorycznych w stosunku do takich gazów jak NO2, H2S, NH3, C4H10 [7,8]. Wiele grup badawczych prowadzi badania dotyczące magazynowania i detekcji wodoru wykorz[...]

  Tlenki metali przejściowych (MO) tworzą grupę nanomateriałów stanowiących przedmiot zainteresowania ze względu na ich właściwości funkcjonalne. Znajdują one szerokie zastosowanie w elektronice, optoelektronice, fotonice i mogą być zastosowane w czujnikach różnego rodzaju gazów i cieczy. Ich fizyczne i chemiczne właściwości silnie zależą od składu, wielkości, kształtu i struktury formowanych nanoobiektów. Właściwości te mogą być wzmacniane poprzez dużą wartość stosunku pola powierzchni do objętości obiektów. Te cechy powodują, że tlenki metali przejściowych w postaci nano są interesujące zarówno w badaniach podstawowych (struktura, właściwości) jak i dla zastosowań praktycznych. Tlenki miedzi są szczególnie interesujące ze względu na mnogość form nanoobiektów oraz wielorakie właściwości fizyczne (np. właściwości elektryczne - półprzewodnictwo [1], nadprzewodnictwo [2, 3], termiczne [4], czy katalityczne [5]). Tlenki miedzi występują w postaci CuO i Cu2O (czarny dwu- i pomarańczowy jednowartościowy). CuO ma strukturę jednoskośną, przerwę energetyczną 1,2 eV i ma wyższe przewodnictwo niż Cu2O. Cu2O ma strukturę kubiczną, przerwę energetyczną 2,17 eV. Oba związki wykazują półprzewodnictwo typu p, ale tylko CuO ma właściwości katalityczne. Nanostruktury formowane przez tlenki miedzi mają różnorodne kształty (zerowymiarowe 0D nanocząsteczki, jedno-wymiarowe 1D nanorurki, 1D nanopręty , dwu wymiarowe 2D nanopłatki, 2D nanowarstwy i układy trój wymiarowe 3D nanokwiatki czy obiekty sferyczne). Postać tych nanostruktur zależy od metody otrzymywania. Warstwy złożone z nanoobiektów mają właściwości fizyczne (szerokość przerwy energetycznej, strukturalne, optyczne) odmienne od właściwości tych materiałów w postaci litej. Ich właściwości zależą również od metody ich otrzymywania i prekursorów zastosowanych w procesie przygotowania tlenku miedzi. Opisana powyżej różnorodność form tlenku miedzi i ich wielorakie właściwości pozwalają na zn[...]