Спектральный анализ композитных материалов на основе нанокристаллического кремния

• Автор: Крутикова, Алла Александровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1Л. Определение размеров части ц

1Л Л. Просвечивающая электронная микроскопия

1Л .2. Рентгеноструктурный анализ

1Л .3. Метод Спектроскопии Комбинационного Рассеяния

1.2. Инфракрасная спектроскопия

1.3. Квантово-размерный эффект в нанокристаллическом кремнии

1.4. Возможность применения НК-Б1 в качестве солнцезащитного компонента

1.5. Современные солнцезащитные средства

ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

2.1. Плазмохимический метод получения нанокристаллического кремния из конденсированной фазы
2.2. Метод лазерно-индуцированной диссоциации моносилана
ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА НК-Б1
3.1. Определение элементного состава нанокомпозитов кремния
3.2. Структура частиц нанокристаллического кремния
3.2.1 Рентгеноструктурный анализ
3.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия
3.2.3. Низкотемпературная адсорбция газов
3.3. ИК-Спектроскопические исследования нанокомпозитов кремния
3.4. Приготовление экспериментальных образцов эмульсионных композиций с нанокристаллическим кремнием
3.5. Измерения спектров пропускания
3.6. Измерение спектров пропускания в интегрирующую сферу
3.7. Измерения спектров комбинационного рассеяния
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НК-Б1 НА ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА НК ЯДРА

4.1. Влияние термообработки на оптические спектры и спектры
комбинационного рассеяния нанокомпозитов кремния
4.1.1. Экспериментальные методики и образцы для исследований
4.1.2. Результаты и обсуждение
4.2. Метод ЭПР-спектроскопии для характеристики дефектности структуры поверхности, парамагнитных центров в структуре HK-Si
4.2.1. Экспериментальная методика и образцы для исследований
4.2.2. Результаты и обсуждение
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ БЭТ метод - метод Брунауэра, Эммета, Теллера
ИК - инфракрасный
КР - комбинационное рассеяние
HK-Si - нанокристаллический кремний нм - нанометр (10'9 метра)
ПЭМ -просвечивающая электронная микроскопия УФ - ультрафиолет
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
CCD-матрица - Charge Coupled Device - система регистрации с зарядовой связью
С02 - лазер - газовый лазер, в котором рабочей средой является диоксид углерода
df - фрактальная размерность Её - ширина запрещенной зоны
N см'1 - значение волнового числа в обратных сантиметрах
R - коэффициент френелевского отражения
S - значение спинового квантового числа
Si29 - изотоп кремния с атомной массой
ТК - температура в единицах Кельвина
X - длина волны электромагнитного излучения

ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА НК-^
3.1. Определение элементного состава нанокомпозитов кремния
Состав нанокомпозитов кремния существенно определяет их оптические свойства. Поэтому, контроль качества образцов должен быть как можно более точным и экспрессным. Согласно ГОСТ 23862.0-79 - 23862.36-79 для этой цели применяются химические, спектральные и ядерно-физические методы контроля. Все перечисленные методы анализа обладают рядом значительных недостатков: длительная и сложная подготовка проб для исследования, невозможность исследования проб в твердом виде без перевода в состояние раствора, необходимость применения спектрально чистых газов. В связи с этим большой интерес для определения и исследования элементного состава наноматериалов представляет лазерноискровой эмиссионный метод и реализующий его лазерно-искровой эмиссионный спектроанализатор, разработанный в НПО «Тайфун» (г. Обнинск). Метод позволяет, после разработки методики выполнения измерений, практически без длительной и сложной подготовки проб, в течение 3-5 минут, в автоматизированном режиме, определить до 90 элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева в твердой пробе анализируемого вещества. Лазерно-искровой эмиссионный метод по своим характеристикам несколько подобен рентгенофлуоресцентному методу контроля, но отличается более высокой чувствительностью и возможностью анализа легких элементов, например Н, 1л, Ве, А1. Излучение, возбуждаемое лазером на длине волны 1,06 мкм и сфокусированное посредством оптики, воздействует на исследуемую пробу, расположенную в специальной камере на программно-управляемой платформе, позволяющей автоматически поворачивать исследуемый образец вокруг вертикальной оси координат и перемещать его по двум осям координат.
За счет мгновенного температурного нагрева происходит отбор пробы с поверхности исследумого образца, образуется плазма, содержащая пары