Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Оксидные Ёжики

Типичный пример наноежиков.

Получение вертикально ориентированных наноструктур имеет важное значение, обычно используют эпитаксиальный рост наноструктур на подложке. Синтез, как правило, проводят при высоких температурах (более 800ºС), что приводит к образованию дефектов в структуре, а также в некоторых случаях (например, VLS-процесс, «пар – жижкость – кристалл») к наличию примеси катализатора в образце.

Также часто для получения необходимых свойств требуется дальнейшая обработка. В данной статье авторы описывают метод получения высокосимметричных иерархических наноструктур ZnO – Ga2O3.

Первая стадия – синтез нанонитей оксида галлия Ga2O3 методом «пар – жидкость – кристалл» (рис. 1).

image001l.gif Рис. 1. Нанонити Ga2O3 (SEM).

Использовали подложку из кремния, в качестве катализатора – золото (слой 20 нм), источником галлия был металлический галлий, синтез проводили в атмосфере Ar + O2. Диаметр полученных нитей определён методами SEM и TEM и составляет 5–150 нм. Методом SAED установлено, что состав образца – монокл. β- Ga2O3, рост происходит преимущественно в направлениях [010] и [100].

Вторая стадия – рост ZnO на полученных нитях Ga2O3. Порошок цинка и нанонити Ga2O3 на подложке поместили в лодочке из оксида алюминия в печь с кварцевой трубкой, так, чтобы порошок цинка располагался в более горячей зоне. Трубку быстро нагрели до 560ºС, выдерживали при этой температуре в течение 1–2 часов, затем быстро охладили. Для исследования механизма роста кристаллов время второй стадии варьировали. В зависимости от времени роста образовывались структуры различной морфологии: за 1–1.5 часа образовывались короткие толстые «щетинки» (рис. 2) с общим диаметром структуры около 1 мкм; за 2 часа образовывались длинные «иглы» (рис. 3) с общим диаметром около 8 мкм. Для анализа полученных структур использовали различные методы: EDX в SEM (обнаружены только Zn и O), EDX в TEM («иглы» состоят из Zn и O; «стержни» – из Ga и О, содержат менее 2 вес.% Zn), TEM (рис. 4 и 5, рост ZnO происходит в направлении [0001]), а также SAED и ИК-спектроскопию.

image002l.gif Рис. 2. Короткие «щетинки».

image003l.gif Рис. 3. Длинные «иглы».

image004l.gif Рис. 4. TEM коротких «щетинок».

В ИК-спектрах образцов присутствуют полосы при 578 и 418 см-1, что может быть отнесено к ZnGa2O4. Другими методами эту фазу обнаружить не удалось. Авторами предложены различные механизмы образования высокосимметричных структур оксида цинка на оксиде галлия с низкой симметрией (рис. 6). Возможно как прямое образование центров нуклеации оксида цинка на стержнях оксида галлия, так и образование сначала промежуточного слоя ZnGa2O4 (на рис. 6 показан темно-синим цветом) со структурой шпинели и уже дальнейший рост нитей ZnO на нем.

image005l_0.gif Рис. 5. TEM длинных «игл».

image006l.gif Рис. 6. Предполагаемые механизмы роста ZnO на нанонитях Ga2O3.

Первоисточник: Lena Mazeina, Yoosuf N. Picard, and Sharka M. Prokes Controlled Growth of Parallel Oriented ZnO Nanostructural Arrays on Ga2O3 Nanowires // Crystal Growth & Design. – Vol. 9. – No.2. – 2009. – P. 1164–1169. 

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (4 votes)
Источник(и):

1. nanometer.ru