Előadó: Kocsor Laura (HUN-REN Wigner FK SZFI)
Előadás címe: Lítium-niobát mechanokémiai reakciói
Dátum: 2024. január 9. kedd, 10 óra
Helyszín: KFKI Telephely, I. épület 1. emeleti Tanácsterem
Összefoglaló:
A kutatás célja olyan ritkaföldfém ionokkal adalékolt kristályok előállítása, amelyekben kristályonként csak néhány adalékion vagy szomszédos adalékionpár fordul elő. Ezeket az izolált szórócentrumokat szeretnénk megfigyelni, rajtuk fényszórási kísérleteket végezni, melyek későbbi kvantumeffektusok elvén alapuló alkalmazások alapját képezhetik.
Ezért doktori munkám során ritkaföldfém ionokkal adalékolt, 50–100 nm nagyságú lítium-niobát nanokristályokat állítottam elő. A lítium-niobát nanokristályok szakirodalmának áttekintése nyomán a nagyenergiájú őrlést választottam ilyen minta előállítására. Ehhez két, különböző típusú őrlőmalmot is használtam. Őrlés hatására végbe mehetnek szerkezeti változások is, ami befolyással lehet az anyag tulajdonságaira, ezért céljaim közt szerepelt az őrölt anyag átfogó jellemzése. A részecskeméretet dinamikus fényszórás mérésekkel követtem nyomon és pásztázó elektronmikroszkópos felvételek is készültek egyes mintákról. Bolygómalomban történő szakaszos nedvesőrléssel, az őrlőgolyók méretének fokozatos csökkentésével, sikerült keskeny méreteloszlású, 10 nm átlagos átmérő körüli részecskesokaságot előállítani és az így kapott szuszpenzió több mint egy évig is stabil maradt. Ez az egyik legkisebb részecskeméret, amit lítium-niobát őrléssel értek el.
A szerkezeti változások felderítése érdekében por-röntgendiffrakciós, Raman és optikai reflexiós spektroszkópiai méréseket végeztem. A mérési eredmények alapján megállapítottam, hogy őrlés hatására az anyag részlegesen redukálódik, ami lítium-oxid és oxigén távozással, illetve az oxigénkilépés következtében egyidejű Nb(IV) keletkezéssel jár a rácsban. Az őrlés hatására távozó lítium-oxid mennyiségét coulometriás sav-bázis titrálással határoztam meg. Mivel a Li2O vesztés feltehetően a részecskék felületén megy végbe, tanulmányoztam az összefüggést a minták fajlagos felülete és a mért lítium-oxid mennyisége között.
Végezetül ritkaföldfém ionokkal adalékolt nanokristályos mintákat is állítottam elő, melyek tesztelése a rezonáns fényszórási kísérletekben elkezdődött és ezen kívül külföldi együttműködés keretein belül is alkalmazásra kerültek más területen.
