Andreas Valdmann, Peeter Piksarv, Heli Valtna-Lukner, Peeter Saari TÜ Füüsika Instituut, Riia 142, Tartu 51014, Eesti Difraksioon on nähtus, mis alates valguse lainemudeli abil seletuse saamist on ootuspärane ja lausa paratamatuna näiv. Näiteks on difraktsioon põhjuseks, miks Maalt Kuu poole suunatud peenikese laserkiire läbimõõt kasvab teel sihtmärgini kilomeetritega mõõdetavaks, hoolimata sellest, kui hästi on laser […]
Hübriidne plasma-katalüütiline reaktor ohtlike gaaside eemaldamiseks
Indrek Jõgi, Ants Haljaste, Matti Laan „Hybrid TiO2 based plasma-catalytic reactors for the removal of hazardous gasses“ Surf. Coat. Technol. 242 (2014) 195-199. Kateldes ja mootorites kütuste põlemisel tekkivad lämmastik- ja vääveloksiidid (NOx ja SO2) põhjustavad atmosfääri jõudes happevihmasid ja sudu ning on seetõttu ohuks nii inimeste tervisele kui ka keskkonnale. Seetõttu on nende ühendite […]
Nendele, kes huvituvad vaakumi probleemist…
Tänapäeva füüsika üheks alustalaks oleva kvantmehaanika järgi on olemas rida erinevaid panuseid vaakumi energia tihedusse ρvac. Võrreldamatult suurim nende seas on fundamentaal bosonite nullseisundi kvantfluktuatsioonide panus. Vastav energia tihedus on hiigelsuur ja on Plancki energia tiheduse ρvac =4.63 .10113 J/m3 suurusjärku, mis ületab ligikaudu 10120 korda vaadeldavat vaakumi energiatihedust. Kõik teised panused vaakumi energiatihedusse ρvac […]
Katsetades ioonsete vedelikega, arvesta, et klaasanum võib tulemustesse lisada ka “mäekristalle”
Autor: Raul Välbe Ioonsed vedelikud (IL) on madala sulamistäpiga ioonidest koosnevad vedelad soolad. IL-id on leidnud kasutust paljudes rakendustes tänu suurepärastele omadustele nagu hea elektrijuhtivus, praktiliselt puuduv aururõhk ning keskkonnasõbralikkus [1]. Viimastel aastatel on teatud ioonsete vedelike stabiilsus ja ohutus keskkonna suhtes olnud uurimuse keskmes ning paljud seni kehtinud väited on sattunud küsimärgi alla [2]. […]
Miks mõned praod just nii kulgevad?
Autorid Jakob Jõgi ja Martin Järvekülg TÜ Füüsika Instituudist Materjalide pragunemine on protsess, mida võib märgata praktiliselt kõikjal meie ümber: klaasi purunemine mehaanilise pinge tõttu, puidu ja muda pragunemine kuivamisel, laava mõranemine jahtumisel. Tegemist on keeruka nähtusega, mis sõltub nii materjalide omadustest, struktuurist kui ka pragunemise mehhanismist. Metallide (Hf, Zr, Ti) alkoksiidide geelkile [1] omapärase […]
Pooljuhtmaterjalidest nanotraatide mehaanilised ja triboloogilised omadused
Autorid: Polyakov, B; Vlassov, S; Dorogin, L; Antsov, M; Petruhins, A; Kink, I; Romanov, A; Lõhmus, R. Pooljuhtmaterjalidest nanotraate (ülipeenikesed traadid, mille diameeter ei ületa 100 nanomeetrit) peetakse tulevikutehnoloogiates väga olulisteks materjalideks. Tänu nende väikestele mõõtudele on nanotraatidel väga erilised mehaanilised ja elektrilised omadused, mis teevad võimalikuks nende kasutamise nanoelektromehaanilistes rakendustes (NEMS). Üliväikeste mõõtmete tõttu […]
Ferromagneetiline raudoksiid tinaoksiidi nanoosakestel võimalike spintrooniliste rakenduste tarvis
Kiirelt magneetuvaid ja nii magneetiliselt kui elektriliselt kiiresti ümberlülituvaid tahkeid materjalikihte on tarvis arendada uuelaadsete suhteliselt väikese energiatarbega ja samas suure tihedusega mälumaterjalide jaoks. Sellistes materjalides võiks salvestada infobitte elektriliselt, rakendades materjalile magnetvälja, või siis ka vastupidi, lugedes elektriliselt polariseeritud magnetmaterjali magneetumust. Peamine on esialgu siiski magnetiline salvestus ja elektriline lugemine… niivõrd kuivõrd võib neid […]
„Difraktsioonivaba“ valgusimpulsi moodustumine ringjal difraktsioonivõrel
Difraktsiooninähtusi, ehk valguse lainelisest iseloomust põhjustatud efekte, on tavaks uurida pidevas valgusväljas, st. valgusallikaga, mis kiirgab väga kitsas lainepikkuste vahemikus (tüüpiliselt alla 1 nm), sest sel juhul on difraktsioonipilt selge ja teravalt nähtavate heledus-tumedusribadega. Üheks huvitavaimaks ja kasulikke rakendusi leidnud difraktsiooninähtuseks on möödunud sajandi lõpus avastatud nn Bessel kimbud. Besseli valguskimbu levides säilib tema keskel olev […]
Üliõhukeste polüpürroolkilede moodustumine kuldelektroodil
Elektrit juhtivaid polümeere on viimaste aastakümnete jooksul intensiivselt uuritud kui uut liiki orgaanilist materjali, millel on metallidele ja pooljuhtidele omased elektrilised ja optilised omadused ühendatud tavapolümeeride selliste omadustega nagu suhteliselt lihtne süntees ning hea vormitavus ja töödeldavus. Polüpürrooli (PPy) peetakse üheks elektrit juhtivate polümeeride klassikaliseks esindajaks, tänu tema vastupidavusele erinevates keskkondades ja võimalusele saada selle […]
Õhu negatiivsete ioonide koostise üks uuemaid uurimismeetodeid
Õhus või mõnes gaasisegus hõljuvate pisiosakeste kogumit võib nimetada aerosooliks. Osakesed võivad olla võrdlemisi suured (läbimõõdud kümnetes mikromeetrites) või palju väiksemad (nanomeetrites) Osakesed võivad olla neutraalsed või siis elektriliselt laetud. Aerosool mõjutab nii kliimat kui ka inimeste igapäevaelu, kusjuures paljud mõjud sõltuvad osakeste suurusest ja/või keemilisest koostisest[1,2,3]. Suurusest sõltub näiteks kui kaugele osake organismis levib, […]
Dielektrikute aatomkihtsadestamisest grafeenile
Üheainsa aatomikihi paksune grafeen, mille moodustavad kuusnurkses võres olevad süsinikuaatomid ja mida loetakse hetkel kõige potentsiaalsemaks järglaseks ränile tuleviku nanoelektroonikas, on olnud viimastel aastatel ehk enim uuritud materjal. Materjaliteaduses valitsenud “grafeenibuumile” andis läinud aastal veelgi hoogu juurde 2010. aasta Nobeli füüsikapreemia, mis läks Manchesteri Ülikooli füüsikutele Andre Geimile ja Konstantin Novosjolovile, kes viisid veidi rohkem […]
Hafniumoksiidi aatomkihtsadestuse keemia ja räninitriidil põhineva välkmälu kvaliteet… Mis neil ühist on?
Meie kõigi taskutes leiduvate ja arvutitesse pistetavate mälupulkade ehk välkmäluseadmete (flash memory, ingl. k., toim.) ehitus põhineb põhimõtteliselt kolme erineva füüsikalise omadusega õhukese tahkiskihi korrusstruktuuril. Väga skemaatiliselt, kuid põhimõtteliselt adekvaatselt võib ette kujutada kahte laia keelutsooniga isoleerivat metalloksiidkihti, milliste vahele on sadestatud kitsama keelutsooniga isolaator, pooljuht või juht (Joonis). Korrusstruktuur on omakorda sadestatud kahe elektrone […]
Aerosooliosakeste elektriline laadumine bipolaarses ioonatmosfääris
Atmosfääriõhk on keerulise koostisega. Peale gaasiliste komponentide leidub õhus ka hõljuvaid kondenseerunud aine osakesi, aerosooliosakesi, mis oma mõõtmetelt on gaasimolekulidest oluliselt suuremad. Aerosooliosakeste mõõtmeskaala on lai, läbimõõtudega 1,5 nanomeetrist kuni kümnete mikromeetriteni. Üheks huvipakkuvaks eriküsimuseks aerosooli uurimisel on olnud osakeste elektrilaengud. Juba XX sajandi alguses jõuti teadmiseni, et aerosooliosakeste elektrilaengud tekivad osakeste juhuslikel kokkupõrgetel veelgi […]
Põlevkivitööstuse kõrvalproduktist valmistatud kunstlihased
Enamik inimeste ehitatud mootorid on suured ja valjud, aga samas tugevamad ja ehituselt palju lihtsamad kui inimlihased. Teadlased töötavad juba pikemat aega niinimetatud tarkade materjalide kallal, mis võimaldaks luua midagi inimlihastele sarnanevat. Taolistel pehmetel, hästi painduvatel, miniatuursetel ja vaikselt töötavatel materjalidel oleks rakendust näiteks biomeditsiinis, robootikas, kosmosetööstuses ja mujalgi. Tänaseks on erinevate uurimisgruppide poolt välja […]
Koobaltiga dopeerimise ja kuumutamise mõju sool-geel meetodil valmistatud õhukeste TiO2 kilede omadustele
Viimase paari aastakümne jooksul on TiO2 pälvinud palju tähelepanu. Paljude muude kasulike rakenduste kõrval võimaldab TiO2 luua näiteks nn. isepuhastuvaid aknaklaase. Seejuures „isepuhastumise“ protsess toimub kaheastmelisena: esimeses astmes päikesevalguse mõjul lagundatakse mustus (nn. fotokatalüütiline protsess) ja teises astmes vihmavesi peseb laguproduktid maha. Kuna aknaklaas on valguse mõjul muutunud superhüdrofiilseks (s.t. veetilkasid ei moodustu, vaid vesi […]
Puhaste TiO2 ja dopeeritud YAlO3:Ce3+ kristallide optiliste omaduste modelleerimine
Töös (vt Algallikas) kombineeritakse kahte sõltumatut komplementaarset arvutusmeetodit (millest üks on poolempiiriline, teine aga ab initio, st lähtub algprintsiipidest) mõningate rakenduslikult aktuaalsete dielektriliste ja pooljuhtkristallide (YAlO3:Ce3+ ja TiO2) optiliste omaduste modelleerimiseks. YAlO3:Ce3+ on materjal, mis leiab eelkõige rakendamist stsintillaatorites (st seadmetes, mis registreerivad ioniseerivat kiirgust). Käesolevas uurimuses püstitati täiustatud teooria hindamaks seda tüüpi materjalide neelamisvõimet […]
Õhukeste ruteeniumikilede aatomkihtsadestamine etüültsüklopentadienüül-pürrolüülruteeniumist ja hapnikust.
Arvutimälude (nii püsimälude kui dünaamiliste juhupöördmälude) uute tehnoloogiliste põlvkondade arendamise ja tootmisliinile viimise käigus on juba aastaid tagasi loobutud tasapinnaliste infobitte “0” ja “1” säilitavate kondensaatorite kasutusest. Selle asemel on tulnud kolmedimensionaalsed (3D) struktuurid, ehk kondensaatorid tehakse põhimõtteliselt pikkade kitsaste silindrite kujulistena nii, et neid mahuks üksteise kõrvale võimalikult rohkem ja nad samas siiski mahutaksid […]