Осадження наночастинок платини на поверхню кремнію гальванічним заміщенням в середовищі DMSO

Автори М.В. Шепіда1, О.І. Кунтий1, С.А. Корній2
Приналежність

1Національний університет «Львівська політехніка», вул. Степана Бандери, 12, 79013 Львів, Україна

2Фізико-механічний інститут імені Карпенка НАНУ, вул. Наукова, 5, 79060 Львів, Україна

Е-mail
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 1
Дати Одержано 11 січня 2022; у відредагованій формі 21 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022
Посилання М.В. Шепіда, О.І. Кунтий, С.А. Корній, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01021 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01021
PACS Number(s) 61.46. + w, 81.15. − z
Ключові слова Платина (2) , Гальванічне заміщення, Поверхня кремнію, DMSO, Наночастинки (71) .
Анотація

Наведено результати досліджень формування наночастинок платини (Pt NPs) на поверхні кремнію методом гальванічного заміщення (GR) у фторвмісному розчині H2[PtCl6] в диметилсульфоксиді (DMSO). Встановлено умови процесу осадження Pt NPs на поверхні підкладки. Показано, що у широкому діапазоні концентрацій прекурсора платини (1-4 ммол·л – 1) і температури (30-50 ºС) формуються дискретні сфероподібні наночастинки металу (Pt NPs) діаметром від 20 до 200 нм з рівномірним розподілом по поверхні підкладки. Головними факторами впливу на геометрію наночастинок є концентрація H2[PtCl6], температура та тривалість GR. Зі збільшенням значень цих факторів розміри частинок зростають. Ультразвук пришвидшує процес GR, що спричиняє збільшення розмірів Pt NPs, а також сприяє формуванню металевої плівки на кремнієвій поверхні. Показано, що концентрація іонів платини та середовище DMSO за GR є одним із основних чинників впливу на розміри дискретних частинок із невеликим діапазоном за розмірами та рівномірним розподілом по поверхні підкладки. Встановлено, що з підвищенням температури від 30 до 50 °С спостерігається зміна структури осаду платини від дискретної до утворення агломератів, що зумовлено значним зростанням швидкості електрогенеруючої реакції на анодних ділянках поверхні. Виявлено, що збільшення тривалості GR від 30 до 60 с сприяє щільності заповнення поверхні кремнію. Наведено результати досліджень впливу молекул органічного апротонного розчинника на геометрію металевих частинок та їх розподіл по поверхні підкладки. Отримано наноструктури платини з доброю адгезією до поверхні підкладки.

Перелік посилань