Механизмы образования, строение и физические свойства наноразмерных структур, полученных облучением электронными пучками

• Автор: Номоев, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 355 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние исследований получения, строения и свойств гомогенных и композитных ультрадисперсных (нано-) порошков

1.1. Методы получения ультрадисперсных (нано-) частиц

1.2. Гомогенные нанопорошки

1.2.1. Теплопроводящие свойства наноструктур

1.2.2. Оптические свойства растворов нанопорошков

Люминесценция кремния

1.2.3. Использование фрактального анализа для изучения свойств нанопорошков

1.2.4. Функция распределения частиц по размерам

1.2.5. Модели формирования гомогенных наночастиц, полученных методом испарения-конденсации
1.3. Композитные наночастицы. Строение, свойства и механизмы образования
1.3.1. Образование нано- (гетерогенных) композитных частиц
1.3.2. Получение частиц ядро-оболочка
Особенности диаграммы состояния системы медь-кремний (Си-Б!)
1.3.3. Композитные наночастицы А§-
Особенности диаграммы состояния системы серебро-кремний (Ag-Si)
1.3.4. Янус-подобные наночастицы
Фазовая диаграмма Та-
1.3.5. Полые наночастицы
Антиотражающие покрытия
1.3.6. Оптические свойства металлсодержащих композитных наночастиц
1.4. Корундовая керамика
1.5. Свойства кристаллов галогенидов таллия
Выводы по главе
Глава 2. Методика экспериментов и объекты исследования
2.1. Электронно-лучевой метод получения нанопорошков
2.1.1. Взаимодействие электронов с веществом
Удельные потери энергии электронами
Экстраполированный пробег электронов
2.2. Методики характеризации наноструктур
2.2.1. Методы микроскопии
Электронная микроскопия
Атомно-силовая микроскопия
2.2.2. Методика определения удельной поверхности, рентгенофазовый анализ 68 Определение размера наночастиц методом рентгеновской дифрактометрии 69 Метод малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР)
2.3. Описание экспериментальных условий получения керамики
2.3.1. Изготовление образцов керамики на основе АКР-
2.3.2. Процессы прессования и спекания
2.3.3. Оборудование и методы исследования
Люминесценция и спектры комбинационного рассеяния света
2.4. Методы исследования галогенидов таллия, AgCl, боросиликатных стекол с таллием и без таллия
2.4.1. Методика исследования короткоживущих дефектов
2.4.2. Оценка погрешности абсорбционных и люминесцентных измерений с временным разрешением
2.4.3. Методика измерения стационарной люминесценции
2.4.4. Исследуемые образцы

Глава 3. Получение и свойства гомогенных нанопорошков испарением исходных веществ на ускорителе электронов
3.1. Синтез нанопорошков различных веществ
3.1.1. Диоксид кремния БЮг
Анализ нанопорошков диоксида кремния методом малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР)
Фрактальный анализ нанодисперсных порошков диоксида кремния
Применение малоуглового рассеяния рентгеновского излучения для определения фрактальной размерности нанопорошков диоксида кремния
Исследование конгломератов нанодисперсного диоксида кремния методом атомно-силовой микроскопии
3.1.2. Оксид магния 1У^О, оксид алюминия АЬОз, оксид кремния БЮ, закись меди СщО, диоксид титана ТЮг, оксид вольфрама УОз
3.1.3. Диоксид гадолиния ОсЬОз и диоксид иттрия УгОз
3.1.4. Металлы (тантал Та, молибден Мо, никель N1, алюминий А1, серебро Лв)
3.1.5. Кремний Б
3.1.6. Нитрид алюминия АШ
3.1.7. Нитрид титана
3.2. Свойства полученных нанопорошков
3.2.1. Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности нанопорошков диоксида кремния
3.2.2. Исследование электрофизических свойств наноразмерных порошков диоксида кремния, оксида алюминия и никеля
3.2.3. Исследование оптических свойств водного раствора наноразмерного порошка диоксида кремния
Результаты и их обсуждение
3.2.4. Видимая фотолюминесценция наиопорошков кремния
3.2.5. Взаимодействие нанопорошка закиси меди с электромапштным излучением
Выводы по главе
Глава 4. Композитные наноразмерпые структуры
4.1. Свойства и особенности получения композитных наноразмерных структур
4.1.1. Определение парциального давления паров различных веществ
4.2. Получение медьсодержащих ианочастиц
4.2.1. Термодинамическое моделирование системы Си-Б
4.2.2. Определение поверхностного натяжения двухкомпонентных жидкостей
4.2.3. Получение наноразмерных частиц меди
4.3. Получение композитных медьсодержащих наночастиц ядро-оболочка
4.3.1. Особенности получения Си@БЮ
4.3.2. Характеризация наночастиц Си-Б
4.3.3. Механизм образования композитных частиц с учетом разницы температур испарения
4.3.4. Структура, морфология композитных наночастиц Си/Б
4.3.5. Модель образования наночастиц ядро-оболочка
4.4. Синтез, строение и механизм образования наночастиц металл/полупроводник А^Б! методом испарения-конденсации
4.4.1. Получение композитных серебросодержащих наночастиц А^Б
4.4.2. Термодинамическое моделирование системы Ag-Si
4.4.3. Зависимость размера частиц от расхода аргона и тока пучка
4.4.4. Образование композитных наноструктур А^Б!
4.4.5. Влияние параметров процесса получения композитных нанопорошков на средний диаметр частиц на примере А§-Б
4.5. Синтез, механизм образования янус-подобных наночастиц ТаБ12@Б

4.5.1. Термодинамическое моделирование системы Та-Si
4.5.2. Особенности получения янус-подобных наночастиц TaSi2@Si
4.5.3. Характеризация янус-подобных (Janus-like) наночастиц TaSij/Si
4.5.4. Механизм создания янус-подобных (Janus-like) наночастиц TaSi2/Si
4.6. Условия получения и механизм образования композитных наночастиц
4.7. Синтез и свойства полых наночастиц диоксида кремния
4.7.1. Существующие способы создания полых наночастиц
4.7.2. Получение полых наночастиц и механизмы образования полых наночастиц диоксида кремния
4.7.3. Получение Cu0@Si
4.7.4. Определение морфологии полых наночастиц методом ACM
4.7.5. Достоверность изображения полых наночастиц методом ACM
4.8. Медьсодержащие наноструктуры и их оптические спектры
4.8.1. Особенности получения медьсодержащих наноструктур
4.8.2. Результаты исследований и их обсуждение
4.8.3. Плазмонное поглощение медных наночастиц
4.8.4. Получение медьсодержащих наноструктур на основе кремнийорганиче-ской резины
4.8.5. Получение и свойства композитных нановолокон
Выводы по главе
Глава 5. Нано- и субианоразмерные радиационные дефекты в кристаллах га-логенидов таллия и серебра
5.1. Короткоживущие радиационные дефекты в исследованных материалах
5.1.1. Наведенное оптическое поглощение в галогенидах таллия и анализ его возможных механизмов
5.1.2. Подпороговый механизм создания радиационных дефектов
5.1.3. Первичные радиационные дефекты
5.1.4. Модели дефектов и механизм их образования в галогенидах таллия
5.2. Радиационные дефекты в AgCl
5.2.1. Механизм образования дефектов при низких температурах
5.2.2. Наведенное поглощение в боросиликатном стекле, содержащем таллий
5.3. Электронные процессы в твердых растворах галогенидов таллия
5.3.1. Край фундаментального поглощения в системе TlBr-TU
5.4. Люминесценция в системе TIBr-TJ
Выводы по главе
Глава 6. Получение керамики из нанопорошков и ее свойства
6.1. Керамика из диоксида кремния SiC>
6.2. Керамика на основе ультрадисперсных порошков оксида алюминия
6.2.1. Механизм существенного влияния нанодисперсной добавки диоксида кремния на твердость керамики
6.2.2. Люминесценция керамики на основе нанопорошков оксида аллюминия АКР-А
6.3. Керамика из диоксида титана ТЮ
6.4. Керамика из оксида гадолиния и оксида иттрия
6.5. Керамика из диоксида циркония ZrC>
6.6. Керамика из окиси меди СиО
6.7. Керамика из оксида вольфрама WO
6.8. Керамика из карбида вольфрама WC
Выводы по главе

явление поверхностной сегрегации наблюдается в УДП (ультрадисперсных порошках) сплавов Ре-А1. В результате расслоения твердого раствора алюминия в Бе и сегрегации атомов алюминия к поверхности частиц при быстром охлаждении образуются частицы, ядро которых практически состоит из чистого железа. Это заметно по точке Кюри сплава Бе — 12%, А1 при температуре 768 °С. Обнаружена высокотемпературная ГЦК-у-фаза с содержанием А1 20% и БеО - 4%. Однако авторами [74] не указаны морфология, состав и структура А1, очевидно, отсутствие электронной просвечивающей микроскопии не позволило четко идентифицировать структуру полученной композитной наночастицы.
1.3.1. Образование нано- (гетерогенных) композитных частиц
Из литературных источников известно, что композитные наночастицы (порошки) создаются методом испарения-конденсации. Так, например, в работе [75] использовано анодное распыление композитного, металл-графитового электрода в электродуговом реакторе низкого давления. В этих условиях осуществляется одновременный синтез частиц металла и углеродной матрицы, которая служит для удержания частиц и предотвращения их коагуляции. Использовано анодное распыление композитного, металл-графитового электрода в электродуговом реакторе низкого давления. В этих условиях осуществляется одновременный синтез частиц металла и углеродной матрицы, которая служит для удержания частиц и предотвращения их коагуляции. Осуществлен синтез наночастиц платины (рис. 1.4), палладия и никеля в гелии при давлениях 5-50 торр.