Точкові ультрафіолетові випромінювачі

Ціль

Розробка нових газорозрядних УФ- ламп на продуктах деструкції суперіонних провідників (Ag2S, Ag8GeS6); розробці методики синтезу тонких нанострукторованих плівок з властивостями суперіонних провідників та оксидів вольфраму, придатних для використання при створенні суперконденсаторів, фотовольтаїчних пристроїв, чутливих газових сенсорів, каталізаторах, сорбентах, біомедичній інженерії, медицині, біології, сільському господарстві, харчовій промисловості та які реалізуються в нерівноважній газорозрядній плазмі, під дією випромінювання потужного лазера; дослідженні дії різних фізичних чинників на утворені поверхневі наноструктури.

Завдання

Розробити газорозрядний і лазерний модулі для синтезу поверхневих структур оксидів вольфраму, а також суперіонних провідників; провести дослідження характеристик плазми точкових УФ-випромінювачів із накачуванням перенапруженим наносекундним розрядом в газах з електродами з суперіонних провідників та вольфраму; провести напилення плівкових наноструктур на основі суперіонних провідників та продуктів їх розпаду в плазмі на основі сумішей газів (повітря, азот, важкі інертні гази) з парами вольфраму та суперіонних провідників. Провести числове моделювання параметрів плазми перенапруженого наносекундного розряду в сумішах пари сполук Ag2S, Ag8GeS6 і вольфраму з важкими інертними газами, повітрям та азотом із метою оптимізації умов роботи технологічної УФ-лампи на парі матеріалу електродів та синтезу поверхневих наноструктур з суперіонних провідників і продуктів їх деструкції в плазмі та оксидів вольфраму, провести дослідження фізико-хімічних механізмів випрормінювання точкових УФ-випромінювачів і утворення поверхневих наноструктур.

Опис проєкту

Характеристики і параметри плазми точкових УФ-випромінювачів на продуктах розпаду суперіонних провідників із накачуванням перенапруженим наносекундним розрядом в сумішах повітря, кисню та важких інертних газів до яких належать імпульсна потужність розряду, енергетичний внесок в плазму, спектральні та енергетичні характеристики випромінювання, динаміка випромінювання на переходах атомів, іонів, молекул, радикалів; характеристики плазми будуть доповнені результатами числового моделюванням параметрів плазми, що дозволить розробити якісну модель заселення збуджених енергетичних рівнів атомів та іонів металів, які проявляються при спонтанному розпаді і дають інтенсивне випромінювання в спектральному інтервалі 200-300 нм. Аналогічні дослідження розряду між електродами з вольфраму дозволять зробити висновки про механізми розпорошення тугоплавких електродів у перенапруженому наносекундному розряді атмосферного тиску і наявність стехіометричного складу осадженої плівки, що є визначальним для її використання в пристроях мікро- та наноелектроніки. У процесі виконання проєкту будуть досліджені режими випаровування розчинів солей вольфраму та оптичні характеристики наноструктур оксидів вольфраму під дією твердотільного лазера із різними вихідними характеристиками; буде втановлено їх зв'язок з характеристиками лазера та запропоновано механізм синтезу наноструктур таким способом. Науково-обґрунтованими та доведеними будуть результати вимірів характеристик перенапруженого наносекундного розряду між електродами з суперіонних провідників та вольфраму в газах різного складу і тиску, результати числового моделювання параметрів плазми на основі парів суперіонних провідників і вольфраму, результати аналізу поверхні наноструктур, спектрів поглинанання і спектрів раманівського розсіювання поверхневих наноструктур. Коплексні дослідження плазми суперіонних провідників і вольфраму в різних газових середовищах дозволять вибрати найбільш оптимальні режими роботи точкових ультрафіолетових випромінювачів і умови синтезу поверхневих наноструктур та розробити основи фізичного механізму синтезу наноструктур в умовах імпульсно-періодичного наносекундного розряду. В рамках виконання науково-дослідної роботи науково-обгрунтованими будуть результати дослідження наноструктур, синтезованих при взаємодії розфокусованого і зфокусованого лазерних променів на шар розчину солі на поверхні діелектрика, закономірності між параметрами лазерного випромінювання, складом і типом розчину та характеристиками наноструктур оксидів вольфраму. Створені експериментальна, технологічна і методична бази досліджень будуть використані для проведення подібних досліджень більш широкого класу неорганічних наноструктур. Отримані результати із зв'язків характеристик і параметрів плазми перенапруженого наносекундного розряду в різних газах між електродами з сульфіду срібла та вольфраму, а також із зв'язків між характеристиками лазерного випромінювання та параметрами розчинів солей вольфраму з характеристиками відповідних наноструктур дозволить оптимізувати розрядні технології синтезу неорганічних наноструктур складної форми, перспективні для використання в чутливих газових сенсорах, оптико-електронних, стерилізації, для очищення питної води та повітря, знезараження бактерій, вірусів, отрут, фотовольтаїчних пристроях та пристроях на основі явища електрохімізму. Очікувані результати виконання науково-дослідної роботи відповідають світовому рівню, більшість з них будуть здобуті вперше, близьких аналогів не мають. На базі розробленої методики синтезу тонких плівок на основі суперіонних провідників в майбутньому стане можливим виготовлення акумуляторів і конденсаторів великої ємності, які знайдуть застосування у військовій галузі : радіолокатори, військові тягачі і автомобілі, танки, БТР тощо.

Галузі перспективного використання

Професійна, наукова та технічна діяльність

Потенційні стейкхолдери

МОЗ, сільськогосподарські підприємства, фармацевтичні підприємства

Бюджет

Необхідний обсяг інвестицій: 3.6M ₴

Cума вже залучених інвестицій: 2.2M ₴

Нових робочих місць: 7

Можливі джерела фінансування

Гранти

Вебсайт

https://www.uzhnu.edu.ua/