Zbadanie elastycznych właściwości nanomateriałów metodą rozpraszania światła Brillouina

dc.contributor.advisorGraczykowski, Bartłomiej. Promotor
dc.contributor.authorBabačić, Višnja
dc.date.accessioned2022-02-11T08:30:30Z
dc.date.available2022-02-11T08:30:30Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionWydział Fizykipl
dc.description.abstractPraca doktorska dotyczy właściwości mechanicznych nanomateriałów o różnych poziomach ograniczenia przestrzennego, takich jak powłoki nanokompozytowe, cienkie membrany i kryształy koloidalne (CCs). W pracy wykorzystano zjawisko rozpraszania światła Brillouina (BLS) do zbadania wpływu parametrów takich jak stechiometria, nano-ograniczenie przestrzenne (efekt rozmiaru) lub warunki wysokiego ciśnienia na właściwości mechaniczne nanomateriałów. W przypadku powłok nanokompozytowych zbadano wpływ zawartości Ta% na odpowiedź mechaniczną warstw Ta-Hf-C na substracie z Si. Wyniki wykazały wyższy moduł Younga dla stopów trójskładnikowych (TaC)x(HfC)y niż dla binarnych TaC lub HfC. Elastyczny efekt rozmiarowy zbadano na przykładzie membran z MoSe2 o grubości od kilku do kilkudziesięciu nanometrów. Wyniki eksperymentalne wykazały moduł Younga membrany o grubości dwóch warstw maleje o około 30% w stosunku do materiału litego. Zaprezentowano wzmocnienie mechaniczne trójwymiarowych kryształów koloidalnych polistyrenu za pomocą azotu i argonu w stanie nadkrytycznym. Metoda ta polega na wykorzystaniu współdziałania plastycyzacji powierzchni cząstek w nanoskali oraz nadciśnienia hydrostatycznego. Wyniki pokazują, że BLS jest skutecznym narzędziem w określaniu mechanicznych właściwości różnych układów w nanoskali w sposób nieniszczący i bezdotykowy. Ponadto, metoda ta pozwoliła na zbadanie nieopisanych wcześniej zjawisk, takich jak mechaniczne zmiękczenie dwuwymiarowych materiałów czy plastyfikację nanostruktur polimerowych pod wpływem wysokiego ciśnienia.pl
dc.description.abstractThe thesis explores the mechanical properties of nanomaterials with different levels of spatial confinement: nanocomposite coatings, ultrathin membranes, and colloidal crystals (CCs). Brillouin light scattering (BLS) was used to investigate the effect of stoichiometry, nanoconfinement, or a high-pressure environment on the mechanical features of the nanomaterials. For nanocomposite coatings, the influence of Ta% content was investigated in the mechanical response of the Ta-Hf-C films supported by Si. The results revealed a higher Young modulus for ternary alloys (TaC)x(HfC)y than that of binary TaC or HfC. The elastic size effect in 2D membranes is presented on the example of MoSe2. Measurements were performed for bulk and MoSe2 membranes of different thicknesses. Experimental results revealed about 30% elastic softening of MoSe2, while decreasing thickness from bulk to two layers. Finally, uniform mechanical reinforcement of 3D polystyrene CCs by supercritical nitrogen and argon is presented. This treatment leads to permanent physical bonds between the particles while maintaining their shape and periodic arrangement, i.e., soldering. BLS allowed the determination of preferential pressure, temperature, and time ranges for soldering. Overall, the results show that BLS is a powerful tool that allows the mechanical characterization of various nanosystems in a contactless and non-destructive manner. Moreover, this technique allows for the investigation of novel effects, such as mechanical softening of 2D materials and gas pressure-induced plasticization of polymer nanostructures.pl
dc.description.sponsorshipThis thesis was possible thanks to the Foundation for Polish Science under the First Team program “PHNOM” - (POIR.04.04.00-00-5D1B/18)pl
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10593/26746
dc.language.isoengpl
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesspl
dc.subjectwłaściwości elastycznepl
dc.subjectelastic propertiespl
dc.subjectrozpraszanie światła Brillouinapl
dc.subjectBrillouin light scatteringpl
dc.subjectmembrany 2Dpl
dc.subject2D membranespl
dc.subjectcienkie warstwypl
dc.subjectthin filmspl
dc.subjectkryształy koloidalnepl
dc.subjectcolloidal crystalspl
dc.titleZbadanie elastycznych właściwości nanomateriałów metodą rozpraszania światła Brillouinapl
dc.title.alternativeEvaluation of elastic properties of nanomaterials by Brillouin light scatteringpl
dc.typeDysertacjapl

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Višnja Babačić_rozprawa doktorska.pdf
Size:
5.36 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.47 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Biblioteka Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego