Synteza i badanie wpływu wysokiej temperatury na właściwości spektroskopowe, strukturalne i morfologiczne funkcjonalnych nanomateriałów luminescencyjnych domieszkowanych jonami lantanowców

Title alternative

Synthesis and study of influence of high temperature on the spectroscopic, structural and morphological properties of functional luminescent nanomaterials doped with lanthanide ions

Abstract

Głównym celem rozprawy doktorskiej była synteza nieorganicznych, luminescencyjnych nanomateriałów domieszkowanych jonami lantanowców, ich dokładne scharakteryzowanie, pod względem fizykochemicznym, oraz analiza ich właściwości spektroskopowych w warunkach wzrastającej temperatury, celem otrzymania nowych, optycznych, bezkontaktowych nanotermometrów. Szczegółowe cele badawcze podjęte w niniejszej dysertacji doktorskiej dotyczyły: 1. Generowania jasnej, zielonej upkonwersyjnej luminescencji, przy użyciu nanomateriałów opartych o matrycę wanadanu itru domieszkowanego jonami Er3+ lub Yb3+-Er3+ przy użyciu dwóch długości wzbudzenia laserowego: 785 nm oraz 975 nm. 2. Otrzymania i scharakteryzowania optycznego nanotermometru opartego o fluorek itru domieszkowany jonami Yb3+-Tm3+ oraz studium nad jego właściwościami luminescencyjnych materiału w warunkach wysokiej temperatury, celem stworzenia sensora, użytecznego zarówno do badań przemysłowych, jak i biologicznych. 3. Zsyntetyzowania wanadanu itru, domieszkowanego jonami Yb3+-Er3+ oraz szczegółowe zbadanie wpływu mocy lasera na wydajność sensora temperatury opartego o ten związek, ze szczególnym uwzględnieniem parametrów termometrycznych, takich jak czułość względna, czułość absolutna oraz rozdzielczość temperaturowa. 4. Otrzymania czujnika temperatury, opartego o włókna celulozowe, będącego nową generacją urządzeń do noszenia na ciele celem monitorowania ludzkiego zdrowia. 5. Zbadania wpływu efektu reabsorpcji, poprzez zmianę rodzaju geometrii wzbudzenia oraz detekcji, a także grubości warstwy próbki, na właściwości spektroskopowe materiału, celem zwiększenia dokładności współczesnych, optycznych sensorów temperatury. The main objective of the doctoral dissertation was the synthesis of inorganic luminescent nanomaterials doped with lanthanide ions, their physicochemical characterization, and the analysis of their spectroscopic properties under increasing temperature conditions. The research aimed to obtain new optical, non-contact nanothermometers. The research tasks analyzed in this doctoral dissertation were: 1. Generate bright green upconversion luminescence using nanomaterials based on yttrium vanadate matrix doped with Er3+ or Yb3+-Er3+ ions using two laser excitation lengths: 785 nm and 975 nm. 2. Obtain and characterize an optical nanothermometer based on yttrium fluoride doped with Yb3+-Tm3+ ions, and study the luminescent properties of the material under high temperature conditions. The aim of the task was to create a sensor useful for industrial and biological research. 3. Synthesize yttrium vanadate doped with Yb3+-Er3+ ions and analyze the effect of laser power on the efficiency of a temperature sensor based on this compound, with particular emphasis on thermometric parameters such as relative sensitivity, absolute sensitivity and temperature resolution. 4. Obtain a temperature sensor based on cellulose fibers, which is a new generation of wearable devices for monitoring human health. 5. Investigate the influence of the reabsorption effect by changing the type of excitation and detection geometry, as well as the thickness of the sample layer, on the spectroscopic properties of the material in order to improve the accuracy of modern optical temperature sensors.

Description

Wydział Chemii

Sponsor

Keywords

spektroskopia, nanomateriały, lantanowce, nanosensory, nanotermometria luminescencyjna, spectroscopy, nanomaterials, lanthanides, nanosensors, luminescence nanothermometry

Citation

ISBN

DOI

Title Alternative

Rights Creative Commons

Creative Commons License

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Biblioteka Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego