Projekts

.
.
Gaismu emitējošu ar šķīdumu metodes iegūstamo organisko cietvielu lāzeru sistēmas komponentu dizains un izpēte
Projekta nosaukums: Gaismu emitējošu ar šķīdumu metodes iegūstamo organisko cietvielu lāzeru sistēmas komponentu dizains un izpēte
Projekta īsais nosaukums: -
Vienošanās par projekta īstenošanu numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/035
RTU Projektu reģistra numurs: 3253
Struktūrvienība: Lietišķās ķīmijas institūts
Finansējošais fonds: ERAF, 1.1.1.2. “Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts”
RTU loma projektā: vienīgais projekta īstenotājs
Statuss: Īstenošanā
Projekta uzsākšanas datums: 01.01.2018.
Projekta noslēguma datums: 31.12.2020.
Finansējuma piešķīrēja nosaukums: Valsts izglītības un attīstības aģentūra
Projekta kopējais finansējums:
1. Eiropas Reģionālās attīstības fonda finansējums 113735.10 jeb 85%
2. Valsts budžeta finansējums 13380.60 jeb 10%
3. RTU līdzfinansējums 6690.30 jeb 5%
Projekta kopsavilkums:

Šobrīd organiskie cietvielu lāzeri ir jauns optisko tehnoloģiju zinātnes lauks, kas strauji attīstās pateicoties to potenciālajam pielietojumu komunikācijā, sensoros un medicīnā. Šādu lāzeru izveidošanai ir nepieciešami vienkārši apstrādājami materiāli ar augstām gaismas pastiprināšanas īpašībām. Plašas sintētisko lāzerkrāsvielu variācijas spēj nodrošināt visu gaismas redzamā spektra pārklāšanu. Diemžēl aktīvo molekulu kristalizācija vai agregātu veidošanās lielākā koncentrācijā stipri ierobežo to pielietošanas iespējas. 1997. gads zinātnes nozarē iezīmējas ar lielu izrāvienu, kurā tika ieviesta organiskajiem cietvielu lāzeriem perspektīva divu mazmolekulāru organisko savienojumu sistēma, kas sastāv no 4-dicianometilēn-2-metil-6-dimetilaminostiril-4H-pirāna (DCM) un alumīnija tri(8-hidroksihinolīnu) (Alq3). Starp abām sistēmas komponentēm pastāv zināmas likumsakarības un sinerģija, kas ievērojami uzlabo sistēmas gaismu pastiprinošās īpašības. Kopš tika publicēja pirmais rakstu par DCM lāzerkrāsvielu, zinātnieki visā pasaulē plaši pētījuši tās ķīmiju un fizikālās īpašības. Laikā no 2009. gada līdz mūsdienām minētais raksts ir ticis citēts vairāk kā 1800 reizes (ISI Web of Science). Sintezēti un izpētīti vairāki DCM-tipa atvasinājumi organisko gaismu izstarojošo diožu (OLED) un organisko cietvielu lāzeru pētījumiem. Lai iegūtu kvalitatīvu un cietā stāvoklī caurspīdīgu (amorfu) gaismu izstarojošo sistēmu abi komponenti tiek uzklāti uz pamatnes (stikla vai ITO) vai nu vakuumsublimācijas ceļā, vai arī tiek iejaukti polimēra matricā līdz 2% no sistēmas masas koncentrācijas un uzklāti no šķīdumiem. Vakummsublimācijas metode ir dārgs, tehnoloģiski sarežģīts process, kurš patērē daudz enerģijas, bet ļauj iegūt nepieciešamās kvalitātes plānas kārtiņas. Savukārt, sistēmas, kas iegūtas no šķīdumiem ir mazefektīvas, jo satur daudz izveidojošos vielu agregātus un kristālus, kuru klātbūtne ievērojami samazina sistēmas pastiprināto spontāno emisiju. 

Projekta laikā tiks īstenotas sekojošas aktivitātes:
1. Veikt DWK-tipa lāzerkrāsvielu molekulāro struktūru modifikāciju, izmainot elektronu akceptoro un elektronu donoro fragmentu struktūras
Apraksts: 1. Aktivitātes ietvaros tiks veiktas atšķirīgas struktūras stirigrupas saturošo 2,6-bis-stiril-4H-pirān-4-ilidēn atvasinājumu sintēze. To struktūras tiks apstiprinātas ar 1H-KMR spektroskopiju un elementu analīzi. Iegūtajiem savienojumiem tiks noteikti termoplastisko īpašību raksturojumi, izmērītas gaismas absorbcija un luminescence gan šķīdumos, gan arī plānās kārtiņās. Perspektīvākie savienojumi tiks tālāk pētīti to potenciālai izmantošanai organiskajos cietvielu lāzeros.
2. Realizēt 4H-pirān-4-ilidēn struktūrfragmenta transformāciju izveidojot 1H-piridīn-4-ilidēn fragmentu
Apraksts: 2. Aktivitātes ietvaros tiks sintezēti amorfo fāzi veicinošu molekluāro fragmentu saturoši 2,6-diaizvietoti-1H-piridīna atvasinājumi un izpētītas to fizikālās īpasības. To ķīmiskās struktūras tiks raksturotas ar 1H-KMR un 2D-KMR spektroskopijas, HPLC-MS un elementu analīzes metodēm. Iegūtajiem savienojumiem tiks veikti termiskās stabilitātes, stiklošanās temperatūras un stiklu veidojošo īpašību pētījumi, gaismas absorbcijas, gaismas emisijas, fotoluminescences kvantu iznākumu un lāzerīpašību mērījumi.
3. Ievadīt DWK-tipa lāzerkrāsvielu struktūrās amorfo fāzi veicinošus apjomīgos molekulāros fragmentus
Apraksts: 3. Aktivitātes ietvaros tiks veikta 4H-pirān-4-ilidēn- fragmentu saturošu lāzerkrāsvielu struktūra modificēšana ar tepliski apjomīgajiem trifenilmetil- , 5,5,5-trifenilpentil- , 9H-karbazolil un citiem funkcionālajiem aizvietotājiem, kas nodrošina mērķa savienojumu spēju veidot plānas un optiski kvalitatīvas kārtiņas no šķīdumiem.
4. Sintezēt jaunus metālorganiskos Alq3 tipa molekulāros stiklus, kas piemēroti DCM:Alq3 tipa organiskajiem cietvielu lāzeriem
Apraksts: 4. Aktivitātes ietvaros tiks sintezēti apjomīgo aizvietotājus saturošie metālorganiskie Alq3 tipa molekluārie stikli. To struktūras tiks rakturotas ar 1H-KMR spektroskopiju, elementu analīzes un HPLC-MS fizikālās pētīšanas metodēm. Veiksmīgi iegūtajiem savienojumiem tiks noteikti gaimas absorbcijas un gaimas emisijas apgabali, termoplastisko un stiklu veidojošo īpašību pētījumi, kā arī fotoluminescences kvatu iznākumu un lāzerīpašību mērījumi.
Publicēts RTU mājas lapā: 03.06.2019.

Universitāte

_