PROCESE DE CLUSTERIZARE IN SISTEME VITROASE OXIDICE CU IONI 4f (PROCLUS)

 

PROIECTUL:CEEX 47/2006 MATNANTECH
Director de Proiect: Prof. dr. Eugen CULEA
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca

1. Consortiul pentru realizarea proiectului

2. Scopul proiectului

Studiul unor noi sisteme vitroase oxidice cu ioni de pamanturi rare:

  • Obtinerea unor probe din sistemelor vitroase Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd, Eu
  • Studierea efectului adaosurilor de V2O5 si Al2O3 si al tratamentelor termice
  • Caracterizare structurala si a unor proprietati fizice a probelor
  • Studiul procesului de clusterizare al ionilor de pamanturi rare 

 3. Planul de realizare al proiectului

    • Etapa I-2006 Studiu de documentare asupra sistemelor vitroase pe baza de oxizi de bismut, bor si vanadiu (SVBBV). Structura, proprietati si aplicatii tehnologice. Elaborarea metodelor de obtinere ale SVBBV cu ioni 4f. Selectarea metodei optime de preparare. Studii structurale preliminare.
    • Etapa II-2007: a.Caracterizarea proprietatilor fizice, structurale si a clusterizarii ionilor 4f in sistemul Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd si Eu. Influenta oxidului modificator de retea asupra matricii vitroase si a clusterizarii ionilor 4f. b.Influenta formatorului de retea secundar V2O5 asupra caracteristicilor fizice, structurale si a clusterizarii ionilor 4f in sistemul Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd si Eu .
    • Etapa III-2007: Efectul parametrilor procesului de preparare si al tratamentului termic asupra sistemele vitroase Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd si Eu.
    • Etapa IV-2008: a.Studiul influentei adaosului de Al2O3 asupra structurii, proprietatilor si procesului de clusterizare a ionilor 4f din sistemele vitroase Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd si Eu. b.Sinteza si corelarea rezultatelor obtinute privind procesul de clusterizate al ionilor 4f in sistemele oxidice vitroase cu ioni 4f.

    Proiectul a fost derulat conform planului de realizare.

     

4. Rezultate

a. Prepararea probelor:

    Au fost obtinute probe din sistemul vitros Bi2O3-B2O3-R2O3 cu R=Gd si Eu. Prepararea probelor s-a realizat prin amestecarea in proportii convenabile a oxizilor constituenti urmata de topirea amestecurilor si subracirea topiturilor.

b.Tehnici de investigare si echipamente utilizate

  • difractie de raze X (difractometru Shimadzu 6000);
  • spectroscopie IR (spectrometru FTIR JASCO 6200, domeniul 400¸20.000 cm-1);
  • masuratori de susceptibilitate magnetica (balanta de susceptibilitati magnetice de tip Faraday, domeniul de temperatura 80¸300 K);
  • spectroscopie RES (spectrometrele SE/X 2543 si Adani PS8400 in banda X);
  • spectroscopie UV-Vis (spectrometrele Spekord si Camspec, domeniul 10.000-30.000 cm-1)
  • analiza termodiferentiala (analizor TD/TG JASCO 400);
  • masuratori de densitate (metoda picnometrului)

c. Rezultate obtinute

  • Au fost obtinute informatii structurale privind sistemele studiate pe baza datelor de difractie de raze X, spectroscopie IR si RES. Au fost delimitate limitele de compozitie in care pot fi obtinute probe vitroase si dincolo de care apar procese de cristalizare.
  • Au fost obtinute informatii privind unele proprietati spectroscopice ale sistemelor studiate pe baza datelor de spectroscopie IR si UV-Vis. Datele de spectroscopie IR au fost utilizate pentru realizarea modelarii structurii moleculare a sistemelor studiate. In procesul de modelare a structurii moleculare a fost realizat si un proces de modelara a spectrelor IR de absorbtie care au fost apoi fitate la spectrele IR experimentale.
  • Au fost obtinute informatii privind unele proprietati fizice ale sistemelor studiate (densitate, indice de refractie) acestea fiind corelate variatia compozitionala si cu modificarile structurale ale probelor.
  • Au fost obtinute date privind comportamentul magnetic al ionilor de gadoliniu si europiu in matricea vitroasa gazda (masuratori de susceptibilitate magnetica). Evolutia compozitionala a parametrilor magnetici a permis urmarirea procesului de clusterizare al ionilor de gadoliniu si europiu.
  • Au fost obtinute date privind efectul V2O5 si Al2O3 asupra structurii si proprietatilor sistemelor vitroase studiate.

d. Valorificarea rezultatelor

    Publicatii in reviste cotate ISI

    1. I.Coroiu, Gh.Borodi, I.Vida-Simiti, Al.Darabont, I.Bratu, E.Culea, N.Jumate, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Vol. 8, No. 2, 529,2006.
    2. E.Culea, I. Bratu, M. Bogdan, L. Giurgiu, I. Vida-Simiti, M. Culea, L. Pop, M. Bosca, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Vol. 8, No. 3, 2006, 1140.
    3. E.Culea, L.Pop, R.Muntean, M.Bosca, I.Bratu, Modern Physics Letters B, 21, 3 (2007) 1-7.
    4. L.Pop, T.Ristoiu, N.Dempsey, M.Culea and E.Culea, Modern Physics Letters B 20 (30) (2007) 1957-1962.
    5. P.Pascuta, L. Pop, S.Rada, M. Bosca, E. Culea, J.Mater. Sci. Mater. Electronics, Online first, (2008) 19:424-428, DOI:10.1007/s10854-007-9359-5.
    6. Gh.Borodi, I.Bratu, S. Simon, Materials Letters 61, 4715 (2007).
    7. V.Simon, M.Todea, A.F.Takacs, M.Neumann, S.Simon, Solid State Commun. 141, 42 (2007).
    8. D.A.Udvar, S.Simon, J. Optoelectr. Adv. Mater. 9(3), 646 (2007).
    9. P. Pascuta, M. Bosca, S. Simon, E. Culea, Mod. Phys. Lett. B, 22, 6 (2008) 447-453.
    10. P.Pascuta, E.Culea, Materials Letters, 62 (2008) 4127-4129.
    11. S.Rada, M Culea, M. Neumann, E. Culea, Chem. Phys. Letters, 460 (2008) 196-199.
    12. S. Rada, E.Culea, M. Bosca, M. Culea, R. Muntean, P. Pascuta, Vib. Spectrosc., DOI:10.1016/j.vibspec2008.04.001.
    13. L.Pop, E.Culea, M.Bosca, M.Neumann, R.Muntean, P.Pascuta, S.Rada,J.Optoel.& Adv.Mat, vol.10, 3 (2008) 619-622.
    14. P.Pascuta, E.Culea, Materials Letters, 62 (2008) 4127-4129.
    15. S.Rada, M Culea, M. Neumann, E. Culea, Chem. Phys. Letters, 460 (2008) 196-199.
    16. P.Pascuta, M.Bosca, M.Culea, S.Simon, E.Culea, Modern Physics Let.B, 22, 6 (2008) 447-453.
    17. L.Pop, E.Culea, M.Bosca, M.Neumann, R.Muntean, P.Pascuta, S.Rada, J.Optoel.Adv.Mat, vol.10, 3 (2008) 619-622.
    18. E. Culea, M. Flora, J.Optoel.Adv.Mat, Vol. 10(9) (2008) 2413.
    19. P. Pascuta, M. Bosca, S. Rada, M. Culea, I. Bratu, E. Culea, J.Optoel.Adv.Mat, Vol. 10(9) (2008) 2416.
    20. P. Pascuta, M. Bosca, S. Rada, L. Pop, E. Culea, J.Optoel.Adv.Mat, Vol. 10(9) (2008) 2210.
    21. Maria Bosca, Lidia Pop,, Gheorghe Borodi, Petru Pascuta, Eugen Culea, J.Alloys & Compounds, 2009 doi:10.1016/j.jallcom.2009.01.001.
    22. Petru Pascuta, Gheorghe Borodi, Eugen Culea, J.Non-Cryst.Solids 354 (52-54) (2008) 5475. 23.S. Rada, M. Culea, E. Culea, J.Phys.Chemistry A 112(44), 2008, 11251.

    Publicatii in reviste cotate ISI

    1. L.Pop, E.Culea, M.Bosca, M.Culea, American Institute of Physics (AIP), April (2007) 679.
    2. L.Pop, E.Culea, M. Bosca, American Institute of Physics (AIP), Aprilie (2007) 591. 

    Publicatii in volumele unor conferinte

    1. E.Culea, E. Indrea, I. Bratu, E. Veress, M. Fábián, E. Sváb, Fith International Conf. on Inorganic Materials, Ljubljana, Slovenia, 23-26 September 2006, p.152.
    2. Lidia Pop, M.Bosca, E.Culea, A.Takacs, M.Neumann, Monica Culea, 10th Int.Conf.on Non-Crystalline Materials NCM10, September 18-22, 2006, Praha, Czech Republic, p.276.
    3. L.Pop, R.Fechete, P.Pascuta, S.Rada, M.Culea, M.Bosca, R.Chelcea, E.Culea, Conf.Int.Fizica TIM-06, 24-25 noiembrie 2006, Timisoara, pg.61.
    4. L.Pop, E.Culea, M.Culea, S.Rada, P.Pascuta, R.Fechete, M.Bosca, R.Chelcea, Conf.Int.Fizica TIM-06, 24-25 noiembrie 2006, Timisoara, pg.68.
    5. P.Pascuta, S.Rada, l.Pop, M.Pop, E.Culea, Conf.Int.Fizica TIM-06, 24-25 noiembrie 2006, Timisoara, pg.71.
    6. S. Rada, P. Pascuta, M. Bosca, L. Pop, E. Culea, 4th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy, June 10-15, 2007, Corfu, Greece, pag. 235;
    7. P. Pascuta, M. Bosca, S. Rada, L. Pop, E. Culea, XXIst International Congress on Glass, July 1-6, 2007, Strasbourg, France, pag. 26;
    8. S. Rada, E. Culea, M. Bosca, P. Pascuta, XXIst International Congress on Glass, July 1-6, 2007, Strasbourg, France, pag. 27;
    9. S. Rada, E. Culea , P. Pascuta, M. Bosca, 8th International Balkan Workshop on Applied Physics, July 5-7, 2007, Constanta, Romania, pag. 225;
    10. M. N. Grecu, S. Constantinescu, S. Georgescu, A. M. Chinie, P. Pascuta, E. Culea , ICAME 2007 -Int.Conf. on Applications of Mosbauer Effect, Kampur, India, 14-19 octombrie 2007, p.308;
    11. V.Simon, O.Ponta, S.Simon, M.Neumann, PIM-2007, Int.Conf.on Progresses in Isotopic and Molecular processes, Cluj-Napoca, 20-22 septembrie 2007, p.87.
    12. Grecu Maria Nicoleta, Constantinescu Serban, Georgescu Serban, Chinie Ana, Pascuta Petru, Culea Eugen, 16th Int.Conf.on Defects in Insulating Materials ICDIM 2008, 24-29 August 2008, Aracaju, Brazil-A-173.
    13. E.Culea, L.Pop, M.Bosca, 3rd Adv.Spectroscopies on Biomedical and Nanostructured Systems, 7-10 sept.2008, Cluj-Napoca, p.111.
    14. P.Pascuta, M.Bosca, L.Pop, S.Rada, E.Culea, Adv.Spectroscopies on Biomedical and nanostructured Systems, 7-10 sept.2008, Cluj-Napoca, p.124.
    15. S.Rada, M.Culea, P.Pascuta, E.Culea, 3rd Adv.Spectroscopies on Biomedical and nanostructured Systems, 7-10 sept.2008, Cluj-Napoca, p.132.
    16. S.Rada, V.Maties, M.Rada, L.Pop, E.Culea, XXIX European Congress on Molecular Spectroscopy, 31 August-5 September 2008, p.85.
    17. E.Culea, L.Pop, M.Bosca, XXIX European Congress on Molecular Spectroscopy, 31 August-5 September 2008, p.157.
    18. P.Pascuta, S.Rada, Gh.Borodi, M.Bosca, L.Pop, E.Culea, XXIX European Congress on Molecular Spectroscopy, 31 August-5 September 2008, p.170.
    19. M.N.Grecu, S.Constantinescu, P.Pascuta, E.Culea, S.Georgescu, EUROMAR 2008, Magnetic resonance Conference, 6-11 July 2008, Sankt Petersburg, Rusia, p. 154.