Ułatwienia dostępu

Skip to main content

O Instytucie

CHROME – Ceramika domieszkowana chromem do zastosowań optycznych: od syntezy przez charakteryzację do właściwości luminescencyjnych

20 grudzień 2024
CHROME – Ceramika domieszkowana chromem do zastosowań optycznych: od syntezy przez charakteryzację do właściwości luminescencyjnych

Typ projektu: NAWA PHC Polonium

Kierownik projektu po stronie PL: dr hab. Paweł Głuchowski

Kierownik projektu po stronie FR:  dr Rémy Boulesteix (University of Limoges)

Opis projektu:

Głównym celem projektu jest wymiana wiedzy między dwiema grupami badawczymi posiadającymi bogate doświadczenie w różnych obszarach. Z jednej strony mamy grupę polską, która potrafi wytwarzać proszki o określonych właściwościach strukturalnych i optycznych w szerokim zakresie rozmiarów krystalitów. Z drugiej strony mamy grupę francuską, która posiada wiedzę i dostęp do technologii spiekania przezroczystych ceramik z różnych materiałów. Polscy naukowcy nauczą się nowych technik spiekania ceramiki o określonych właściwościach morfologicznych, natomiast francuscy naukowcy zdobędą wiedzę na temat syntezy nowych materiałów o pożądanych właściwościach optycznych.

Z naukowego punktu widzenia, głównym celem projektu jest poszerzenie obecnej wiedzy na temat materiałów domieszkowanych Cr3+ poprzez badanie zarówno nanoceramiki Al2O3:Cr3+, jak i materiałów proszkowych.

Wybór matrycy Al2O3 wynika z jej budowy strukturalnej, w której pozycja oktaedralna, w której znajduje się jon chromu jest niema idealna, a to pozwala łatwo modulować właściwości spektroskopowe jonów Cr3+ poprzez zmianę parametrów spiekania nanoceramiki (ciśnienia i temperatury). Manipulując tymi parametrami, możliwa jest zmiana odległości i kątów między kationami Cr3+ a anionami O2-, a tym samym modyfikacja właściwości optycznych chromu. Wyniki wstępne wykazały, że w temperaturze pokojowej emisja Al2O3:Cr3+ może się zmieniać od wąskich linii R do szerokopasmowej emisji, co jest unikalnym wynikiem. Zrozumienie natury tych zmian pozwoli na zrozumienie wpływu lokalnego składu chemicznego i struktury krystalicznej wokół pozycji oktaedrycznej Cr³⁺ na ich właściwości luminescencyjne oraz zwiększy potencjał aplikacyjny luminoforów domieszkowanych chromem.

W trakcie projektu w Polsce będą syntezowane proszki Al2O3 o różnych rozmiarach krystalitów i z różnymi stężeniami domieszki chromu. Proszki te zostaną poddane testom strukturalnym, morfologicznym i spektroskopowym.  Następnie wszystkie proszki będą używane do produkcji ceramiki we Francji metodą Spark Plasma Sintering (SPS) w różnych warunkach. Ceramika będzie charakteryzowana strukturalnie i morfologicznie we Francji, a następnie poddawana testom spektroskopowym w Polsce. Na podstawie wyników badań zostaną przygotowane wspólne publikacje, opisujące mechanizmy transferu energii, ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania wyników i uzyskanych materiałów jako źródeł szerokopasmowej emisji w podczerwieni. W przypadku uzyskania wydajnej emisji szerokopasmowej w zakresie podczerwieni, planowane jest przygotowanie projektu europejskiego na wytworzenie źródeł światła w tym zakresie.


unia flaga