Przedstawienie Konsorcjum NEW LOKS

Nowe wydajne luminofory do oświetleń i
koncentratorów słonecznych
NEW-LOKS
NEW LOKS
Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im.
W. Trzebiatowskiego Polskiej Akademii Nauk (INTiBS
PAN) KOORDYNACJA PROJEKTU
Uniwersytet Gdański
Wydział Chemii oraz Wydział Matematyki i Fizyki
Uniwersytet Wrocławski
Wydział Chemii
NEW LOKS
To potencjał:
• Finansowy
• Sprzętowy
• Kadrowy
Zasoby finansowe
Projekt otrzymał wsparcie finansowe
w wysokości 16. 4 mln złotych
• Działanie 1.1 Wsparcie badań naukowych dla
budowy gospodarki opartej na wiedzy
• Poddziałanie 1.1.2 Strategiczne programy
badań naukowych i prac rozwojowych
Kadra
INTiBS
• 18 pracowników naukowych i technicznych
• 6 pracowników administracyjnych
Uniwersytet Gdański
• 8 – pracowników naukowych i doktorantów
• 2 pracowników administracyjnych
Uniwersytet Wrocławski
• 10 – pracowników naukowych i doktorantów
• 2 pracowników administracyjnych
- Kilkaset publikacji naukowych
- Kilka patentów
-Kilka medali na m. narodowych wystawach i nagród ministerialnych
Dorobek INTiBS
• Tematyka badawcza Instytutu obejmuje
badania fizykochemiczne struktury ciała
stałego oraz jej wpływu na właściwości
fizyczne, chemiczne i spektroskopowe.
• INTiBS PAN jest jednym z ważniejszych w
Europie centrów badań nad materiałami.
liczne projekty badawcze, zgłoszenia
patentowe i patenty, publikacje naukowe,
jak również współpraca międzynarodowa.
Doświadczenia INTiBS cd.
• dyfraktometria rentgenowska
monokryształów i proszków
• Badania spektroskopii Ramanowskiej i IR
• Mikroskopia elektronowa (transmisyjna,
skaningowa)
• Pomiary widm absorpcji, w. odbiciowych,
luminescencyjnej w zakresie VUV, UV-VisIR.
INTiBS – doświadczenie cd.
• doświadczenie w określeniu właściwości
spektroskopowych materiałów luminescencyjnych i
laserowych pracujących w obszarze widzialnym
• syntezie materiałów fluorkowych (kryształów),
nanomateriałów oraz ceramik,
• Rozwijano nowoczesne technologie takie jak lasery na
ciele stałym pompowane diodą laserową.
• We współpracy z Instytutem w Lublinie wytworzono
własne włókna światłowodowe domieszkowane jonami
ziem rzadkich.
• Zakład OPTEL, dzięki współpracy z INTiBS produkuje i
sprzedaje lasery na ciele stałym pompowane diodą
laserową.
Wybrane Granty INTiBS
1. „Nanokompozytowe materiały krystaliczne związków ziem rzadkich jako
cienkowarstwowe luminofory dla źródeł światła”
2. "Studia i właściwości spektroskopowe szkieł otrzymanych w procesie
zol-żel domieszkowane przez jony ziem rzadkich.„
3. "Studia mechanizmów i procesów transferu energii dla jonów
aktynowców i ziem rzadkich na przykładzie U3+, Pr3+ w kryształach
centro nie centrosymetrycznych.„
4. "Nowoczesne Luminofory, proszki i materiały ceramiczne dla
zastosowań w radiografii cyfrowej.„
5. "Nanomateriały krystaliczne domieszkowane jonami ziem rzadkich„
6. "Studia fenomenów down-conversion i opracowanie luminoforów o
wydajności kwantowej wyższej niż 100%.„
7. Właściwości optyczne i laserowe nano-proszków, ceramik i kryształów
perowskitów typu LaAlO3 domieszkowanych jonami ziem rzadkich”,
8. „Luminofory zwiększające wydajność ogniw słonecznych”
U Wr - doświadczenie
• synteza materiałów luminescencyjnych tj.
mikrorozmiarowych proszków, monokryształów,
szkieł i szkieł ceramicznych (z wytrąceniami
krystalicznymi w matrycy szklanej), jak i w
otrzymywaniu proszków nanorozmiarowych i
niskim poziomie aglomeracji ziaren.
• badaniach strukturalno-spektroskopowych.
• syntezy luminescencyjnych związków
kompleksowych, gł. z efektem antenowym, który
pozwala na uzyskiwanie wysokich wydajności w
układach pełnokoncentracyjnych.
Wybrane granty UW
1. „Nanoceramiczne scyntylatory dla rentgenowskiej i nuklearnej diagnostyki
medycznej”,
2. „Opracowanie technologii wytwarzania nanostrukturalnych ortowanadanów(V)
lantanowców – konwertorów promieniowania podczerwonego, ultrafioletowego i
rentgenowskiego na widzialne”,
3. „Opracowanie technologii wytwarzania wydajnych konwerterów promieniowania
podczerwonego na widzialne na bazie ABO37 (A=Y,Lu; B=Nb,Ta) aktywowanych
Er, Ho, Tm, Yb i ich charakterystyka spektroskopowo – strukturalna”
4. „Nanokrystaliczne luminofory dla wysokorozdzielczych ekranów wzmacniających
sygnał w cyfrowej, planarnej diagnostyce medycznej”
5. „Optymalizacja składu i technologii wytwarzania luminoforu o długotrwałej
fosforescencji LuO:Tb,M (M=Ca, Sr, Ba, Sc)”
6. „Optycznie przezroczyste polikrystaliczne spieki LuO:Eu i LuO2:Tb jako
nowoczesne detektory promieniowania rentgenowskiego”
7. „Zbadanie zjawiska down-konwersji (quantum-cutting) i otrzymywanie
luminoforów o wydajności kwantowej większej niż 100%”
8. „Badania transferu energii między jonami uranu a jonami lantanowców i metalami
przejściowymi w matrycach halogenkowych”
9. “Nowoczesne luminofory, proszki i przezroczyste materiały ceramiczne do
zastosowań w radiografii cyfrowej”
10. “Nanostructured phosphors for scintillator and laser applications”.
Doswiadczenie UG
• Spektroskopia luminoforów w wysokich
ciśnieniach hydrostatycznych w komorach z
kowadłami diamentowymi
• Modelowanie procesów bezpromienistej konwersji
wewnętrznej
• Modele prawdopodobieństw przejść
międzykonfiguracyjnych 4fn-15d1- 4fn w jonach ziem
rzadkich oraz przejść d-d w jonach metali
przejściowych
• Opracowanie kwantowo mechanicznego modelu
ekscytonu związanego z jonami ziem rzadkich w
kryształach
Wybrane Granty UG
1. „Badanie przejść d-f w jonach ziem rzadkich w
wybranych kryształach dielektryków metodami
spektroskopii wysokociśnieniowej”,
2. „Własności przejść d⇔f w jonach ziem rzadkich w
matrycach stałych”,
3. „Badanie transferu energii pomiędzy jonami Tb i
Ce w fosforach typu YAG: Tb, Ce, Gd metodą
czasowo-rozdzielczej spektroskopii
wysokociśnieniowej”.
4. „Badanie procesów relaksacyjnych oraz
luminescencji anomalnej w wybranych kryształach
domieszkowanych jonami ziem rzadkich”,
Zasoby Sprzętowe NEW-LOKS
1. Dyfraktometry
2. Mikroskopy elektronowe
3. Aparatura do pomiarów widm
Ramanowskich i Podczerwieni
4. Aparatura do pomiarów widm
Elektronowych
5. Aparatura do syntezy nanoproszków,
cienkich warstw, hodowli kryształów
Wybrane zasoby sprzętowe INTIBS
•Proszkowy dyfraktometr rentgenowski DRON-3 do analiz fazowych;
•Piec Morris Reseach do syntez wysokociśnieniowych w obecności tlenu
lub innych gazów, maksymalna temperatura 1400 K, maksymalne
ciśnienie 1000 bar;
• Spektrometr impulsowy magnetycznego rezonansu jądrowego NMR;
•Magnetic Property Measurement, System firmy Quantum Design:
magnetometr DC wyposażony w czujnik SQUID: pole magnetyczne do
5.5 T, zakres temperatur 2- 800 K;
•Kalorymetr adiabatyczny własnej konstrukcji do badań próbek
proszkowych (zakres temperatur 4 - 280 K);
• Spektrometr fourierowski Bruker IFS-88 na podczerwień
• Spektrometr Ramana firmy Jobin-Yvon Ramanor U-1000 (zakres pracy:
4000-10 cm-1; zakres temparatur: 13 - 500 K; rozdzielczość: 0.15 cm-1);
• Spektrometr Ramana DFS-24 (zakres pracy: 4000 - 20 cm-1; zakres
temperatur: 4 - 300 K);
• Spektrometr zakresu podczerwieni M80 Specord (zakres spektralny:
4000 - 200 cm-1; zakres temperatur 4 - 300 K);
Zasoby sprzętowe INTIBS cd.
• Spektrofotometr absorpcyjny Cary 2300 UV-VIS-NIR (zakres spektralny: 185 3100 nm; rozdzielczość 0.07 nm dla zakresu widzialnego i nadfioletu oraz 0.35 nm
dla podczerwieni; zakres temperatur: 4 - 300 K);
• Kalorymetr skaningowy Perkin-Elmer DSC-7 z wyposażeniem (CCA-7) na zakres
niskich temperatur (100 - 725 K);
• 2 monokrystaliczne dyfraktometry czterokołowe KM-4 wyposażone w przystawki
wysoko- i niskotemperaturowe (77 - 700 K), jeden z nich wyposażony w
rentgenowski detektor 2-wymiarowym CCD;
• Monokrystaliczny dyfraktometr czterokołowy KM-4 przystosowany do
precyzyjnych pomiarów parametrów sieci metodą Bonda w zakresie temperatur 77
- 700 K;
• Dyfraktometr proszkowy STOE wyposażony w licznik pozycyjny. Służy do
szybkich analiz fazowych;
- Dyfraktometr proszkowy Siemens D5000 z helową przystawką
niskotemperaturową,
- - Transmisyjny mikroskop elektronowy Philips CM-20 Super Twin: napięcie
przyspieszające 200 kV, liniowa zdolność rozdzielcza 0.14 nm;
• - Transmisyjny mikroskop elektronowy Tesla BC 500: napięcie przyspieszające 90
kV, zdolność rozdzielcza 1 nm, zakres temperatur do 1100 K;
• - Sorptometr Sorptomatic 1900 Fisons Instruments do pomiarów powierzchni
Wybr. zasoby sprzęt. UWr
Wybr. zasoby sprzęt. U Gd
Cele projektu
opracowaniem nowoczesnych luminoforów,
do oświetleń i koncentratorów słonecznych
•
•
•
•
energooszczędnych,
tanich,
przyjaznych dla środowiska
o widmie emisji zbliżonym do widma światła
słonecznego,
• poprawiających wydajność ogniw słonecznych
ZADANIA
1. Wytworzenie luminoforów o wydajności
kwantowej większej niż 100%.
2. Wytworzenie wydajnych energetycznie
luminoforów o wysokim CRI.
3. Wytworzenie luminoforów o efekcie
antenowym.
4. Wytworzenie luminoforów do poprawy
wydajności energetycznej ogniw
słonecznych.
5. Zakończenie i ocena realizacji projektu.
Nowe wydajne luminofory do oświetleń i koncentratorów słonecznych
Lp. Nazwa etapu /
kwartału 
1 Modelowanie luminoforów fluorkowych - Uniw. Gdańsk
2 Przygotowanie i synteza luminoforów fluorkowych– INTiBS PAN
nr
3
4
Analiza strukturalna luminoforów fluorkowych – INTiBS PAN
Diagnostyka metodami spektroskopii wysokociśnieniowej luminoforów fluorkowych - Uniw. Gdańsk
5
Analiza właściwości emisyjnych i absorpcyjnych luminoforów fluorkowych - INTiBS
PAN
Wyselekcjonowanie materiałów o parametrach spełniających podstawowe
wymagania luminoforów fluorkowych – Uniw. Gdańsk, INTiBS PAN, Uniw. Wrocław
Modelowanie luminoforów tlenkowych o szerokopasmowej emisji w zakresie widzialnym - Uniw. Gdańsk
Przygotowanie i synteza luminoforów luminoforów tlenkowych o szerokopasmowej emisji w zakresie widzialnym - Uniw. Wroclaw
Analiza strukturalna luminoforów tlenkowych o szerokopasmowej emisji w zakresie widzialnym INTiBS PAN
Diagnostyka metodami spektroskopii wysokociśnieniowej luminoforów tlenkowych o szerokopasmowej emisji w zakresie widzialnym - Uniw. Gdańsk
Analiza właściwości emisyjnych i absorpcyjnych luminoforów tlenkowych o szerokopasmowej emisji w zakresie widzialnym INTiBS PAN
Wyselekcjonowanie najbardziej wydajnych luminoforów o szerokopasmowej emisji
w zakresie widzialnym - Uniw. Gdańsk, INTiBS PAN, Uniw. Wrocław
Modelowanie luminoforów organicznych o efekcie antenowym domieszkowanych lantanowcami– Uniw. Gdańsk
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. Przygotowanie i synteza materiałów luminoforów organicznych o efekcie antenowym domieszkowanych lantanowcami – Uniw. Wrocław
15. Analiza strukturalna luminoforów luminoforów organicznych o efekcie antenowym domieszkowanych lantanowcami – INTiBS PAN,
16. Analiza właściwości emisyjnych i absorpcyjnych luminoforów organicznych o efekcie antenowym domieszkowanych lantanowcami – INTiBS PAN,
17. Wybór luminoforów organicznych o efekcie antenowym domieszkowanych
lantanowcami posiadających najlepsze właściwości emisyjne- Uniw. Gdańsk, INTiBS
PAN, Uniw. Wrocław
18. Modelowanie luminoforów o wąskopasmowej emisji w zakresie 1.0 - 1.4 eV - Uniw.
Gdańsk
19. Przygotowanie i synteza luminoforów o wąskopasmowej emisji w zakresie 1.0 - 1.4 eV - Uniw. Wrocław
20. Analiza strukturalna luminoforów o wąskopasmowej emisji w zakresie 1.0 - 1.4 eV - INTiBS PAN
21. Diagnostyka metodami spektroskopii wysokociśnieniowej luminoforów o wąskopasmowej emisji w zakresie 1.0 - 1.4 eV - Uniw. Gdańsk
22. Analiza właściwości emisyjnych i absorpcyjnych luminoforów o wąskopasmowej emisji 1
1 rok
2 3
4
5
2 rok
6 7
8
9
3 rok
4 rok
5 rok
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20
Zespół projektowy
1) Koordynator projektu (INTiBS)
doc. dr hab. Przemysław Dereń
1) Lider ds. wdrażania projektu (Uniwersytet Gdański)
prof. dr hab. Marek Grinberg
1) Lider ds. wdrażania projektu (Uniwersytet Wrocławski)
prof. dr hab. Eugeniusz Zych
•
•
•
Specjalista ds. monitoringu Wnioskodawcy i podmiotów
współpracujących – mgr Joanna Lorenc
Specjalista ds. finansowych Wnioskodawcy i podmiotów
współpracujących - mgr Paweł Sip
Specjalista ds. promocji – mgr Andrzej Koczarski
Wyjątek ze „studium wykonalności”
Wnioskodawca i podmioty współpracujące zapewnią dostęp do
wszystkich kluczowych danych realizacji projektu. Uzyskane
wyniki będą udostępniane wszystkim
zainteresowanym podmiotom nieodpłatnie.
Zakłada się, iż Wnioskodawca rozszerzy współpracę z
przedsiębiorstwami, powstającymi Parkami NaukowoTechnologicznymi, Inkubatorami oraz Centrami Transferu
Technologii w celu rozpowszechniania rezultatów projektu.
Rozpowszechnienie wyników w kraju i
zagranicą
• Planowane jest podpisanie umów współpracy z
przedsiębiorstwami wyrażającymi chęć wdrożenia
wyników projektu
• Informacje zostaną udostępnione na stronie
internetowej oraz przedstawione na konferencjach i
targach branżowych, które przyciągają potencjalnych
odbiorców.
• Dodatkowo Wnioskodawca i podmioty
współpracujące zaoferuje specjalistyczną pomoc
przedsiębiorcom wdrażającym opracowaną
technologię - wzmacniając współpracę jednostek
naukowych z przemysłem.
Promocja NEW LOKS,
Współpraca z Przemysłem
• utworzenie interaktywnej strony internetowej projektu
– W ramach projektu dopuszcza się także tworzenie zdalnych miejsc pracy
wykorzystujących możliwości Internetu i sieci telekomunikacyjnych.
• utworzenie internetowej bazy materiałów opracowywanych w
laboratoriach.
– Celem tego działania jest ułatwienie współpracy z przemysłem i naukowcami
oraz wprowadzenie nowych możliwości zarządzania opracowanymi
technologiami. Informacje zawarte w bazie będą obejmowały metody
wytwarzania materiałów oraz ich właściwości.
• wyniki badań mogą być przekazywane w wersji elektronicznej,
– Wnioskodawca planuje wykorzystanie istniejących baz danych.
– zbieranie danych, ich analiza, jak również archiwizacja będzie prowadzona w
profesjonalny sposób.
– Uzyskane wyniki będą gromadzone, a następnie przetwarzane statystycznie i
graficznie przy użyciu specjalistycznego oprogramowania
•
organizację spotkań i konferencji dla grupy docelowej