Приготування та характеризація вуглецево-кремнієвих гібридних наноструктур
| Автори | В.В. Лісняк1,2, Г.К. Муссабек2,3, Н.Ж. Жилкибаєва2,3, С.З. Бактигерей2,3, О.М. Задерко4 |
| Приналежність |
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64, 01601 Київ, Україна 2Інститут інформаційних та обчислювальних технологій, вул. Пушкіна, 125, 050000 Алмати, Казахстан 3Казахський національний університет імені Аль-Фарабі, просп. Аль-Фарабі, 71, 050040 Алмати, Казахстан 4Інститут високих технологій, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, пр. Глушкова, 2, 03187 Київ, Україна |
| Е-mail | lisnyak@univ.kiev.ua |
| Випуск | Том 13, Рік 2021, Номер 5 |
| Дати | Одержано 14 квітня 2021; у відредагованій формі 20 жовтня 2021; опубліковано online 25 жовтня 2021 |
| Посилання | В.В. Лісняк, Г.К. Муссабек, Н.Ж. Жилкибаєва, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 5, 05035 (2021) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.13(5).05035 |
| PACS Number(s) | 68.35. − p, 68.90. + g |
| Ключові слова | Наноструктури (22) , Кремній та вуглець, Гібриди (2) . |
| Анотація |
У статті ми описуємо особливості будови гібридних наноструктур вуглець-кремній (Si@C). Вихідні кремнієві наночастинки (Si НЧ) були отримані кислотним травленням із порошкоподібного силумінового (80%Al–20%Si) сплаву. Для приготування гібридних наноструктур Si@C було запропоновано використання стандартних термічних та хімічних методів. Рекомендований підхід передбачає обробку окисленої поверхні Si НЧ полівінілпіролідоном, як сполукою-попередником, що містить вуглець; отриманий продукт слід піддавати подальшій карбонізації. Для запобігання значного спікання компонентів, Si НЧ, оброблені полівінілпіролідоном, поміщали в піч з киплячим шаром і прожарювали при 400 та 500°C в атмосфері аргону протягом 4годин. За даними атомно-силової мікроскопії, скануючої електронної мікроскопії, трансмісійної електронної мікроскопії (ТЕМ) та скануючої трансмісійної електронної мікроскопії з висококутовою кільцевою діаграмою темного поля (СТЕМ-ВКДТП), ми отримали інтерфейс Si@C та відповідні Si/C гетероструктури. Використовуючи зображення TEM та СТЕМ-ВКДТП, ми виявили, що 2D вуглецеві наноструктури утворюються на структурованій поверхні нанокремнію, як на підкладці. Згідно візуалізації модифікованого інтерфейсу, вуглецеві НЧ є аморфними та напіваморфними наноструктурами. Вуглецеві НЧ, інтерфейс Si@C та відповідні Si/C гетероструктури гібридів Si@C можуть бути перспективними як зонди для розробки нових сенсорних пристроїв. Сенсорні відгуки датчиків на гібридній основі Si@C на пари аміаку, метанолу та етанолу вимірювали при кімнатній температурі та порівнювали. Слід зазначити, що датчики на гібридній основі мають високу чутливість та вибірковість до 10мд. аміаку, на відміну від реакції на 1000мд. парів метанолу та етанолу. Запропоновані гібриди мають великий потенціал щодо використання в адсорбційних напівпровідникових газових датчиках для визначення аналітів у парах з використанням нановуглецю, зв’язаного з кремнієм, у гібридних наноструктурах в якості зонду. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Аналіз профілю піків рентгенівської дифракційної картини наноструктури оксиду цинку [05001-1-05001-4]2) Фоточутливі гетероструктури n-Zn0.5Cd0.5O/p-InSe, виготовлені методом магнетронного розпилення [05002-1-05002-4]
3) Дослідження умов осадження тонких плівок міді з продуктів деструкції електродів перенапруженого високовольтного розряду в аргоні високого тиску [05003-1-05003-7]
4) Вплив температури відпалу на структуру та властивості феритів вісмута [05004-1-05004-7]
5) Сітчаста метаповерхня як ультра тонка чвертьхвильова пластинка [05005-1-05005-5]
6) Розпад домішкових кластерів атомів нікелю та кобальту в кремнії під впливом тиску [05006-1-05006-4]
7) Просторові розподіли станів 3p54s атомів аргону в плазмі високочастотного магнетронного розпилення з радіаційною моделлю зіткнень [05007-1-05007-9]
8) Вплив температури підкладки і вмісту магнію на розвиток морфології та люмінесценцію плівок ZnO:Mg [05008-1-05008-6]
9) Механізми релаксації електронного збудження триазидо-S-триазину [05009-1-05009-5]
10) Моделювання теплових явищ у біологічних тканинах, викликаних поверхневим плазмонним резонансом у метал-графенових наночастинках [05010-1-05010-7]
11) Практичні аспекти отримання наноструктурних композитних NaCl-Fe плівок способом EB-PVD на підкладках, що обертаються [05011-1-05011-6]
12) Ультра-мініатюрна антена для надширокосмугових застосувань [05012-1-05012-4]
13) Вплив high-k діелектричних матеріалів на короткоканальні ефекти в тризатворних SOI FinFETs [05013-1-05013-6]
14) Аналіз безперехідного транзистора на основі нанодротів з гетеропереходом, нітридом металу та подвійним металевим затвором [05014-1-05014-4]
15) Структурне та морфологічне дослідження наноструктури CuO, яка осаджується водорозчинним нітрат-гемі(пентагідратом) міді (II) та NaOH як реагентами [05015-1-05015-4]
16) Аналіз характеристик I-V-T сонячних елементів на основі перовскіту CH3NH3PbBr3 [05016-1-05016-4]
17) Особливості непружних та пружних характеристик Si та SiO2/Si структур [05017-1-05017-5]
18) Тонка плівка CuO, виготовлена методом золь-гелю: характеристики для застосування в пристроях [05018-1-05018-5]
19) Експериментальний метод кількісної оцінки струмів витоку сонячних елементів за залежностями густини струму від напруги [05019-1-05019-4]
20) Одновісна модель теплового балансу сонячного колектора [05020-1-05020-5]
21) Динаміка перетворення малих ГЦК кристалів у ікосаедричні наночастинки [05021-1-05021-5]
22) Моделювання процесів в електронному газі методом Particle-in-cell [05022-1-05022-5]
23) Метод хвильових матриць для моделювання поляризаторів із діафрагмами. Чисельні результати [05023-1-05023-6]
24) Метод математичного синтезу хвилеводних поляризаторів із діафрагмами [05024-1-05024-6]
25) Ab initio дослідження електронних, магнітних та оптичних властивостей шпінелі CuRh2O4: розрахунок з перших принципів [05025-1-05025-5]
26) Епоксидні нанокомпозити з підвищеною гідроабразивною зносостійкістю для використання у транспортних засобах [05026-1-05026-5]
27) Електронна структура кристала ZnS, легованого одним або двома атомами перехідного металу (Cr, Fe) [05027-1-05027-5]
28) Модифікація целюлози наночастинками : від жому цукрової тростини до антимікробного композиту [05028-1-05028-5]
29) Радіаційна функціоналізація плівок поліетиленгліколю з багатостінними вуглецевими нанотрубками [05029-1-05029-5]
30) Застосування автодинного сенсора з підвищеною лінійністю перетворення для реєстрації широкосмугових мультиплетних спектрів ядерного квадрупольного резонансу [05030-1-05030-5]
31) Структура та механічні характеристики катодів з MAX фази Ti2AlC та осаджених іонно-плазмових покриттів [05031-1-05031-7]
32) Гідрохімічний синтез плівкових твердих розчинів HgS1 – xSex [05032-1-05032-5]
33) Технологічні аспекти формування енергоефективних фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії [05033-1-05033-6]
34) Оптична й фотокаталітична активність нанокомпозитів ПАН/TiO2 з наночастинками анатаза і Р25 [05034-1-05034-6]
35) Дослідження покращених електрохімічних властивостей нанокомпозиту графен/Fe2O3 [05036-1-05036-5]
36) Кристали InSe, отримані стехіометричним плавленням, для застосування в оптоелектронних пристроях [05037-1-05037-5]
37) Волоконний лазер на основі фазових пластин з електронним управлінням [05038-1-05038-6]
38) Створення прототипу багатофункціонального віддаленого робота присутності для фізичних досліджень у електроніці [05039-1-05039-4]
