Diplomamunka feladat a Fizikus mesterképzési szak hallgatói számára

A hallgató neve: specializációja:
A záróvizsgát szervező tanszék neve: NTI
A témavezető neve: Dr. Dudás Zoltán
- munkahelye: Wigner Fizikai Kutatóközpont Neutronspektroszkópia osztály
- beosztása: tudományos munkatárs
- email címe: dudas.zoltan@wigner.mta.hu
A konzulens neve: Dr. Pokol Gergő
- tanszéke: NTI
- beosztása: egyetemi docens
- email címe: pokol@reak.bme.hu
A kidolgozandó feladat címe: Ritka földfém szennyező ionok hatása a cink szilikát kristályszerkezetére
A téma rövid leírása, a megoldandó legfontosabb feladatok felsorolása:

Szervetlen kristályos luminoforok egyik fontos csoportjába tartózó cink szilikát (Zn2SiO4) vagy Willemite, számtalan alkalmazás fontos alapanyagaként ismert.

A willemite típusú anyagok előállítására a legismertebb módszer szilárd fázisú reakciókat alkalmaz szervetlen oxidok keverékéből kiindulva. Az említet előállítási módszer hátrányai közé sorolhatóak: magas reakcióhőmérséklet (1200-1400ºC), hosszú reakció idő, reagensek diffúziójának korlátozottsága, a hosszú fűtési időből adódóan nagy energiafogyasztás, zúzás nehézsége miatt golyósmalom szükségessége. A felsorolt okok miatt a willemite ezen módon történő előállítása nehézkes és idő igényes. A felsorolt hátrányok kiküszöbölésére, számos alternatív előállítási módszer használható, ezek közül a leghatékonyabbak a szol-gél, hidrotermális és ko-precipitációs módszerek. A felsorolt alternatív előállítási módszerek segítségével alacsonyabb hőmérsékleten (700-900ºC) nagyobb tisztaságú kristályos fázis állítható elő. A willemite trigonális rendszerbe tartozó romboéderes kristályszerkezettel, felvezető tulajdonságokkal, nagy tiltott energia sávval és kiváló kémiai stabilitással rendelkezik. A szennyező ionok jellegétől függően a dópolt willemite többszínű fénykibocsájtó anyagok előállítására ad lehetőséget a látható fény tartományában. A kapott lumineszcenciával rendelkező anyagok viselkedése szoros összefüggésben van a szennyező ionok típusával és mennyiségével: az Eu3+, Tb3+, Mn2+, Ce3+ ionokkal aktivált α-Zn2SiO4 lumineszcens emissziója vörös, sárga zöld és a kék kibocsájtást eredményez a látható fény spektrumában.

Kísérleteink célja szol-gél, hidrotermális és ko-precipitációs módszerekkel előállított kristályos/mezokristályos cink szilikát minták tulajdonságainak összehasonlítása. A különböző szennyező ionok típusának és mennyiségének (Eu3+, Tb3+, Mn2+ és Ce3+) a hatása willemite kristály szerkezetének a változására. A kristályszerkezet változásait legfőbbképpen röntgen és neutron diffrakció segítségével szeretnénk követni. Ugyanakkor a Neutron diffrakciós és nagyfelbontású neutron repülési idő diffrakciós kísérletek társítása révén értékes információkat kaphatunk a mezokristályos willemite szerkezetének a módosulásairól a különböző reakcióparaméterek függvényében.

A diplomamunkás feladata lesz neutrondiffrakciós mérések végzése és kiértékelése, valamint részvétel az egyéb fizikai-kémiai mérésekben.

A záróvizsga kijelölt tételei:
Dátum:
Hallgató aláírása:
Témavezető aláírása*:
Tanszéki konzulens aláírása:
A témakiírását jóváhagyom
(tanszékvezető aláírása):
*A témavezető jelen feladatkiírás aláírásával tudomásul veszi, hogy a BME TVSZ 145. és 146.§ alapján az egyetem a képzési célok megvalósulása érdekében a szakdolgozatok, illetve diplomamunkák nyilvánosságát tartja elsődlegesnek. A hozzáférés korlátozása csak kivételes esetben, a dékán előzetes hozzájárulásával lehetséges.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar
1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3. K épület I. em. 18.
www.ttk.bme.hu