Synteza i fizykochemiczna charakterystyka wanadanowych nanomateriałów luminescencyjnych zawierających jony lantanowców

Abstract

Założeniem niniejszej rozprawy doktorskiej było zgłębienie tematyki związanej z wanadanami o zróżnicowanym stopniu złożenia, takimi jak: triwanadan barowo gadolinowy, triwanadan barowo lantanowy oraz diwanadan barowy, opartymi o pierwiastki ziem rzadkich. Wspomniane struktury zostały otrzymane z użyciem różnych metod syntezy mokrej, według tzw. strategii bottom up, dzięki którym uzyskano jednofazowe, wysokokrystaliczne ziarna produktu w skali nanometrycznej. Przeprowadzono dogłębną analizę strukturalną, morfologiczną i spektroskopową uzyskanych struktur. Tworzenie się anionów poliwanadanowych przebiegało w roztworach wodnych, badania uwzględniły więc wpływ metody syntezy, a tym samym zmianę warunków procesu, na właściwości strukturalne produktu. Po wprowadzeniu jonów domieszek o zróżnicowanym stężeniu, zaobserwowano w badanych materiałach wielobarwną emisję światła widzialnego jako efekt wzbudzenia promieniowaniem ultrafioletowym lub podczerwonym. Ze względu na korzystne właściwości fizykochemiczne, omawiane w niniejszej rozprawie nanomateriały mogą być rozważone do zastosowań w układach fotowoltaicznych.

The main goal of the PhD thesis was to deepen the matter of the inorganic nanoluminophors, based on rare earth vanadates, with the different level of complexity, i.e. pyro- and ternary structures, doped with lanthanide ions (Ln3+). In order to ensure the high homogeneity and crystallinity together with a small particle size, studied materials should be obtained by various approaches, which can be attributed to the group of bottom up wet chemical methods. In each of the considered synthesis process, a unique environment is formed that affects the properties of the product, therefore it is necessary to carry out a detailed characterization of its structural, morphological and spectroscopic features. Based on the behavior of vanadate species in aqueous solution, the influence of the synthesis method and the resulting change of the reaction environment on the structural properties was investigated; by changing the concentration and type of dopant ions, multicolor light emission induced by different excitation sources was observed. According to their good physicochemical properties, discussed nanomaterials can be considered as promising candidates for photovoltaic applications.