Оксидные ёжики

Получение вертикально ориентированных наноструктур имеет ответственное значение, в большинстве случаев применяют эпитаксиальный рост наноструктур на подложке. Синтез, в большинстве случаев, выполняют при больших температурах (более 800?С), что ведет к образованию недостатков в структуре, а также в некоторых случаях (к примеру, VLS-процесс, «пар – жижкость – кристалл») к наличию примеси катализатора в примере.

Кроме этого довольно часто для получения нужных особенностей требуется предстоящая обработка. В данной статье авторы обрисовывают способ получения высокосимметричных иерархических наноструктур ZnO – Ga2O3.

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

Рис. 1. Нанонити Ga2O3 (SEM).

Применяли подложку из кремния, в качестве катализатора – золото (слой 20 нм), источником галлия был железный галлий, синтез проводили в воздухе Ar + O2. Диаметр взятых нитей выяснен способами SEM и TEM и образовывает 5–150 нм. Способом SAED установлено, что состав примера – монокл. ?- Ga2O3, рост происходит в основном в направлениях [010] и [100].

Вторая стадия – рост ZnO на взятых нитях Ga2O3. Порошок цинка и нанонити Ga2O3 на подложке поместили в лодочке из оксида алюминия в печь с кварцевой трубкой, так, дабы порошок цинка размешался в более тёплой территории. Трубку скоро нагрели до 560?С, выдерживали при данной температуре в течение 1–2 часов, после этого скоро охладили. Для изучения механизма роста кристаллов время второй стадии варьировали.

В зависимости от времени роста образовывались структуры разной морфологии: за 1–1.5 часа образовывались маленькие толстые «щетинки» (рис. 2) с неспециализированным диаметром структуры около 1 мкм; за 2 часа образовывались долгие «иглы» (рис. 3) с неспециализированным диаметром около 8 мкм.

Для анализа взятых структур применяли разные способы: EDX в SEM (найдены лишь Zn и O), EDX в TEM («иглы» складываются из Zn и O; «стержни» – из Ga и О, содержат менее 2 вес. процентов Zn), TEM (рис. 4 и 5, рост ZnO происходит в направлении [0001]), и SAED и ИК-спектроскопию.

Рис. 2. Маленькие «щетинки».

Рис. 3. Долгие «иглы».

Рис. 4. TEM маленьких «щетинок».

В ИК-спектрах образцов присутствуют полосы при 578 и 418 см-1, что возможно отнесено к ZnGa2O4. Вторыми способами эту фазу найти не удалось. Авторами предложены разные механизмы образования высокосимметричных структур оксида цинка на оксиде галлия с низкой симметрией (рис. 6).

Вероятно как прямое образование центров нуклеации оксида цинка на стержнях оксида галлия, так и образование сперва промежуточного слоя ZnGa2O4 (на рис. 6 продемонстрирован темно-синим цветом) со структурой шпинели и уже предстоящий рост нитей ZnO на нем.

Рис. 5. TEM долгих «игл».

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

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

Случайные записи:

• Роснано сформировала перечень банков для оказания услуг расчетно-кассового обслуживания проектных компаний
• Председатель правления ук «роснано» проинформировал членов совета федерации о реализации стратегии развития наноиндустрии

Радиоактивный распад тория в диффузионной камере

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Наногенераторы для миниатюрных электронных устройств

  Мигание цифр на жидкокристаллическом дисплее (LCD), в большинстве случаев, говорит о необходимости скинуть временные настройки устройства. Но в…

• Наночастицы против синегнойной палочки

  Исследователи из университета Северной Каролины (США) нашли метод борьбы с страшнейшими бактериями, устойчивыми ко всем антибиотикам. Внутрибольничная…

• Как растут нанотрубки

  Как мы знаем, самый эффективный и обширно распространенный метод синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) основан на химическом осаждении паров (CVD), при…

• Перспективы юниорских скоростных

  На данный момент подкласс «школьных» скоростных кордовых не блещет спортивными результатами. На соревнованиях очевидно видно разделение техники на две…