Исследование оптических свойств наносоединений некоторых переходных металлов, полученных методом лазерной абляции в жидкости

• Автор: Гололобова, Олеся Александровна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Исследуемые материалы
2.2. Экспериментальная установка для получения наноструктур лазерной абляцией металлов в жидкости
2.3. Использованные методики исследования коллоидных растворов наносоединений и их твердой фазы
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЦИНКА И МЕДИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МИШЕНЕЙ В ДЕИОНИЗОВАННОЙ ВОДЕ И ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
3.1. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных при абляции цинка в деионизованной воде. Состав и структура твердой фазы коллоида..
3.2. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных при абляции меди в деионизованной воде. Состав и структура твердой фазы коллоида
3.3. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных при абляции цинка в водных растворах поверхностно-активных веществ. Состав и структура твердой фазы коллоида
3.4. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных при абляции меди в водных растворах поверхностно-активных веществ. Состав и структура твердой фазы коллоида
3.5. Выводы к главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УФ И ВИДИМОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЕ НА СЛОИСТЫЕ ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ МЕДИ И
ЦИНКА
4.1. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных после облучения органо-неорганических композитов меди и цинка
4.2. Влияние лазерного излучения УФ и видимого диапазона на состав и конечный вид органо-неорганических композитов меди и цинка..
4.3. Выводы к главе
ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ В ДЕИОНИЗОВАННОЙ ВОДЕ И ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
5.1. Спектральный анализ коллоидных растворов, полученных при абляции циркония в деионизованной воде и водных растворах SDS. Структура и состак твердой фазы
5.2. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список сокращений и обозначений
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Физические и химические свойства наноструктур существенно отличаются от свойств объемных веществ того же состава. При переходе системы от микро-метрового масштаба к нано масштабу удельная площадь поверхности увеличивается на три порядка, т.е. значительно возрастает число атомов на поверхности частицы [1]:
Удельная площадь поверхности = -4—С- (1)
3кг Р
где г - радиус наночастицы, р - ее плотность. Поэтому в нанометровых объектах большая часть атомов находится на поверхности частицы или вблизи нее [2]. В работе [3] определено, что у наночастицы диаметром 1 нм все атомы расположены на поверхности. В этой связи у наноструктур повышена реакционная способность в химических и каталитических процессах. Кроме того, в нанокристаллах происходит изменение электронной структуры по отношению к тем же веществам в привычном масштабе, что значительно влияет на оптические, каталитические свойства [3].
Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что использование особых свойств наночастиц приведет к созданию новых устройств и развитию технологий (молекулярная электроника, хранение данных сверхвысокой плотности, биодатчики, газовые анализаторы, квантовые вычислительные устройства, оптические устройства и др.). Получение и изучение наномасштабных структур с регулируемыми параметрами, уникальными свойствами и функциями является одним из основных направлений фундаментальной науки.
Интерес к методам синтеза и исследованию характеристик различных наноструктур переходных металлов вызван перспективами их использования во многих сферах, таких как физика, химия, биология, медицина, материаловедение [4 -6], электроника и вычислительная техника.
Под переходными металлами, их сплавами и соединениями обычно понимают кристаллические тела, построенные с участием атомов элементов переходных групп, в электронной оболочке которых имеются недостроенные ё- или Еслои (ё-и Еэлементы соответственно) [7]. Свойства ё-элементов очень разнообразны: вы-

метным изменением его частоты. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае комбинационного рассеяния света в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества.
Спектры комбинационного рассеяния наноструктур возбуждались на энергиях 2,43 эВ (510 нм) лазером на парах меди и 4,58 эВ (271 нм)нелинейным преобразованием 510 линии ЛПМ на кристалле ВВО. Рассеянный свет регистрировался двойным монохроматором КСВУ-23.
2.4. Выводы К ГЛАВЕ
- Показано, что используемые переходные материалы представляют собой важный объект для исследования. Нано оксиды цинка, меди и циркония применяют в ряде областей науки и техники, таким образом, их получение и исследование свойств является актуальной задачей для современной науки.
- Методы, применяемые для изучения свойств полученных наноструктур, современны и в достаточной степени позволяют описать свойства наносоединений цинка, меди и циркония:
• оптические свойства наноструктур описываются спектрами поглощения и фотолюминесценции;
• по спектрам поглощения определяется ширина запрещенной зоны;
• методами ренгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии определены размеры структур;
• метод РД и комбинационное рассеяние света позволяют определить фазовый и структурный состав полученных материалов.