Browsing by Author "Jaaniso, Raivo, juhendaja"

Now showing 1 - 14 of 14

Analysis of samarium doped TiO2 optical and multiresponse oxygen sensing capabilities
(2019-07-04) Eltermann, Marko; Lange, Sven, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Fotoluminestsents on materjalis toimuv protsess, mille kõige olulisemaks tunnuseks on asjaolu, et materjal muudab talle langeva valguse lainepikkust – ehk teisisõnu selle värvust. Titaanoksiid, millesse on lisatud vähesel määral samaariumi ioone (TiO2:Sm3+), on materjal, mis fotoluminestseerub, kui teda kiiritada ultraviolettkiirgusega (UV). See tähendab, et materjal teisendab UV kiirguse punakas-oranžiks valguseks ehk fotoluminestsents¬kiirguseks (PL). TiO2:Sm3+ PL kiirguse omadused sõltuvad materjali ümbritseva atmosfääri gaasilisest koostisest. See omakorda tekitab küsimuse, kas materjali oleks võimalik rakendada optilise gaasisensorina, kus PL omadusi jälgides oleks võimalik määrata gaasi koostist. See doktoritöö võtabki lähema vaatluse alla TiO2:Sm3+ omadused optilise gaasisensorina. Täpsemalt keskendutakse hapnikutundlikkusele, kuna just hapnikutundlikkus loob eeldused ka teiste (näiteks mürgiste või plahvatusohtlike) gaaside detekteerimiseks. Töös näidatakse eksperimentaalselt, et TiO2:Sm3+ on rakendatav optilise hapnikusensorina. Hapniku tuvastamise mehhanism on lihtne – mida rohkem on keskkonnas hapnikku, seda tugevam oma materjali PL kiirgus. Seega saab materjali PL kiirguse tugevuse põhjal hinnata keskkonna hapnikusisaldust. Materjal tunneb hapnikku laias vahemikus, alates 0,01 % kuni 100 %, olles samas piisavalt kiire ja stabiilne. Gaasitundlikkuse põhjalikuma analüüsi tulemusel luuakse PL kiirguse tekkemehhanismi matemaatiline mudel, kõrvutatakse mudel ja eksperimentaalsed tulemused ja lõpuks antakse hinnang, millised materjali sees toimuvad protsessid põhjustavad hapnikutundlikkuse. Kuigi selles töös pööratakse suurt rõhku TiO2 optilisele gaasitundlikkusele, on materjal ennekõike tuntud elektrilise sensormaterjalina. Sellisel juhul on gaasitundlikuks mõõdetavaks suuruseks materjali elektriline takistus. Selle töö teine osa kombineerib optilise ja elektrilise gaasitundlikkuse. Selgub, et materjal toimib nö. kaks-ühes sensorina, kus üks ja sama materjal toimib samaaegselt nii optilise kui elektrilise gaasisensorina. Põhjalikuma matemaatilise analüüsi tulemusel näidatakse, et mõlemat signaali korraga kasutades on võimalik hapniku kontsentratsiooni mõõtmistäpsust suurendada üle kahe korra.
Elektroenergia ülekande protsessid polüvinüülkarbasoolil põhinevates orgaaniliste valgusdioodide materjalides
(2005) Kärkkänen, Irina; Jaaniso, Raivo, juhendaja
Fotoindutseeritud muutused süsiniku nanotorudest valmistatud kilede elektrijuhtivuses erinevates gaasikeskkondades
(2005) Kärkkänen, Andrei; Jaaniso, Raivo, juhendaja
Functionalization of CVD graphene by fs-laser treatment for gas sensing applications
(Tartu Ülikool, 2023) Soosaar, Anna; Berholts, Artjom, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja
Graphene and related 2D materials can be used to construct very sensitive gas sensors. In order to achieve high selectivity for detecting different gases, it is necessary to functionalize these materials. In this work, the functionalization is carried out by femtosecond laser treatment. A new fs-laser treatment set-up at the Institute of Physics was tested, and different laser-processed chemiresistive gas sensor chips were studied. The analysis by Raman spectroscopy revealed that the laser-induced defects were created by a two-photon mechanism. The sensitivity of laser-treated sensor chips made on Si/SiO2 substrates increased up to 10 times to 150 ppb of NO2 gas exposure in the air.
Grafeeni fotoindutseeritud gaasitundlikkuse uuringud
(Tartu Ülikool, 2013) Berholts, Artjom; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Alles, Harry, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond
Grafeenil põhineva mikrokuumutiga gaasisensori mõõterežiimi uurimine
(Tartu Ülikool, 2019) Parts, Marek; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Grafeenil põhinevate gaasisensorite uuring kasutades temperatuuri modulatsiooni ja sünkroonset faasilukuga detekteerimist
(Tartu Ülikool, 2020) Remmelgas, Kristin Anett; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Graphene in blister-based LIFT
(Tartu Ülikool, 2023) Baloglu, Ahmet Burak; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Kodu, Margus, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Light-enhanced sensors of oxidizing gases based on single-layer CVD graphene
(2024-11-01) Berholts, Artjom; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Alles, Harry, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Edendatud funktsionaalsete omadustega (suur tundlikkus, selektiivsus ja stabiilsus; väike võimsustarve) gaasisensorid on vajalikud erinevate looduslikest või inimtekkelistest allikatest pärinevate gaaside tuvastamisel. Grafeeni, ainult ühest süsinikuaatomite kihist koosneva materjali avastamine lõi ideaalse aluse uute gaasisensorite loomiseks, sest selle materjali kogu pind on avatud mõõdetavale keskkonnale. Käesolev doktoritöö on fokusseeritud ultravioletse (UV) valguse mõju uurimisele grafeenil põhinevate hapniku (O₂) ja lämmastikdioksiidi (NO₂) sensorite funktsionaalsetele omadustele. Töö esimeses osas uuriti UV-valguse mõju keemilise aurufaassadestusega valmistatud grafeeni elektrilistele omadustele ja nende hapnikutundlikkusele. Demonstreeriti, et UV-valgus muudab algul praktiliselt inertse grafeenisensori tundlikuks õhuhapniku suhtes ja kiirendab oluliselt sensori signaali koste- ja taastumiskiirust. Järgmisena uuriti grafeenisensorite omadusi ühe olulisima ja juba väikeses koguses tervist kahjustava õhusaastegaasi, NO₂, detekteerimisel; seejuures kasutati lisaks puhtale grafeenile ka funktsionaliseeritud grafeeni. Viimane materjal oli valmistatud laserablatsiooni meetodiga: grafeenile oli kantud üliõhuke, vaid mõne aatomi paksune oksiidi- (ZrO₂, TiO₂) või metallikiht (Ag). Tulemusena saavutati grafeenisensorite tundlikkuse oluline tõus, mis võimendus UV-valguse kasutamisega. Suurim tundlikkus saadi titaanoksiidiga kaetud grafeenisensoritega, millel testiti gaasikontsentratsioone kuni 10 ppb (10 osa miljardi kohta) ning hinnati detekteerimisläveks 0,03 ppb. Lisaks demonstreeriti grafeen/TiO₂ sensori suurepärast selektiivsust, kuna signaalikosted NO₂ korral ületasid oluliselt teiste saastavate gaaside (CO, SO₂ ja NH₃), aga ka niiskuse mõjul tekkivaid kosteid. Kokkuvõttes näidati, et grafeeni ja sellel põhinevate sensormaterjalide kasutamine väikese võimsusega UV-valguse (365 nm) mõju all võimaldab märkimisväärselt suurendada nende tundlikkust uuritavate gaaside suhtes ning suurendada koste- ja taastumiskiirust nii, et kõik funktsionaalsed parameetrid on rakenduste jaoks sobivas vahemikus toatemperatuuril töötavate sensorite korral.
Methods for studying plant-fungal interactions – reflecting on the old, the new and the upcoming
(2024-01-08) Färkkilä, Sanni, juhendaja; Tedersoo, Leho, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Mäeorg, Uno, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Muld kubiseb inimeluks vajalikest organismidest, mille uurimist takistab nende väiksus ja ligipääsmatus. Paljud bakterid, seened ja pisiloomad elavad koos taimejuurtega mullas. Nende organismide hulgas on eriti olulised juursümbiontsed seened. Meedias populaarseks saanud puudevahelise suhtlusvõrgustiku (i.k. wood-wide-web) kontseptsioon viitab sellele, et metsad on omavahel seotud mullaseente kaudu, mis võimaldavad puudel omavahel suhelda. Teaduslik kriitika seab aga selle võrgustiku leviku ja olulisuse kahtluse alla. Väidetakse, et varem kasutatud meetodid ei suuda tõestada et puudevahelise suhtlusvõrgustiku olemasolu. Käesolevas doktoritöös käsitleti uue meetodi - fluorestseeruvate nanoosakeste - kasutamist. Selleks hinnati erinevate bioloogiliste ja keskkonnauuringute tulemused. Laboratoorsed katsed näitasid, et nende osakeste rakendamine keeruliste looduslike süsteemide, nagu näiteks puudevaheline võrgustik, uurimisel on praegu väga keeruline. Nanoosakeste, seente ja mullaosakeste vastasmõju kohta on siiani väga vähe teada. Kuigi süsinikupõhised osakesed olid lihtsas neeldumiskatses paljulubavad, on varasemad meetodid praegu puudevahelise võrgustik ja seeneniidistiku uurimiseks sobivamad. Doktoritöö sisaldab ka eksperimentaalset uuringut, milles kasutati molekulaarseid meetodeid seente määramiseks mullast. Tuvastati, kuidas taimeindiviidide vahelised geneetilised erinevused mõjutavad juurtes elavate seente elurikkust ja suhtelist arvukust, paljastades indiviidide erinevusi nende võimes olla mükoriissetele juureseentele peremeestaimeks. Eri laiuskraadidelt pärit populatsioonide vahel nendes võimetes erinevusi ei olnud. Need tulemused näitavad, kuidas mullas elavad seened võivad avaldada mõju puude konkurentsivõimele ja seega tuleks arvesse võtta geneetilisi tegureid ka puude võrgustiku uuringutes. Doktoritöö panustab puudevahelise võrgustiku arutellu, rõhutades metodoloogilisi kaalutlusi.
Pd-porfüriinidega aktiveeritud polümeerkilede hapnikutundlikkuse heterogeensuse ja fotostabiilsuse uuringud
(2005) Floren, Aare; Jaaniso, Raivo, juhendaja
TiO2:Nd3+ õhukeste kilede fotoluminestsentsi hapnikutundlikkus
(Tartu Ülikool, 2018) Akulitš, Kristiina; Kiisk, Valter, juhendaja; Puust, Laurits, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Ühekihilise grafeeni modifitseerimine lasersableeritud aineimpulssidega
(Tartu Ülikool, 2016) Veinla, Markus; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Kodu, Margus, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
UV-valguse ja temperatuuriimpulsside koosmõju eksperimentaalne uurimus gaasisensori kostele
(Tartu Ülikool, 2017) Raabe, Riho, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut