Получение и исследование свойств материалов на основе нанокристаллов соединений AIIBVI

• Автор: Тимонина, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Обзор литературы, постановка задачи диссертационной работы

1.1. Основные свойства П-У1 соединений

1.2. Методы синтеза и выращивания кристаллов соединений АПВУ1

1.2.1. Выращивание кристаллов и пленок из раствора в расплаве.

1.2.2. Метод транспортной химической реакции.

1.2.3. Парофазные методы

1.2.4. Методы получения объемных кристаллов А1ГВ'Л из 21 расплава.

1.3. Методы получения порошков соединений А11ВУ1 и керамики на 23 их основе.

1.3.1. Методы получения керамик на основе порошков

соединений АПВУ
1.4. Свойства и применение нанокристаллов II-VI соединений
1.5. Постановка задачи диссертационной работы
2. Оборудование и методики получения нанокристаллов соединений 41 АПВУ1 и керамик на их основе
2.1. Выращивание нанокристаллов Сс11.х2пхТе
2.2. Получение керамик из нанопорошков СсГГе и Сс1|.х2пхТе 46 холодным прессованием.
2.3. Термообработка керамик из нанопорошков СбТе и Сс1|.х2пчТе.
2.4. Технологическая методика изготовления керамических 50 материалов на основе нанопорошков Сс1Те и Сб|_х7пхТе.
2.5. Получение нанотрубок 7п8, армированных углеродом
2.6. Получение наностержней СсШе
3. Влияние условий прессования и термообработки на основные 74 характеристики керамик из нанопорошков СсГГе и Cdi.xZn.xTe
3.1. Полиморфные превращения в керамиках из СбТе при холодном
прессовании

3.2. Полиморфные превращения в керамиках из Сй^пхТе при 78 прессовании и отжиге
3.3. Рекристаллизация в керамиках из нанопорошков СсГГе и СИ]. 82 хгпхТе.
3.4. Влияние условий получения и термообработки на основные 88 характеристики керамик из нанорошков СсГГе и Сс1|.х^пхТе.
4. Области применения керамик из СсіТе и С<іі.х2пхТе, полученных по
нанопорошковой технологии.
4.1. Изготовление и тестирование опытных образцов детекторов и
фильтров из керамических материалов СсГГе и Сй.^пхТе.
Заключение и выводы
Литература

Введение
Для современной науки и техники актуальным остается исследование наноматериалов и разработка нанотехнологий, которые уже широко используются в таких областях как физика твердого тела, оптика, полупроводниковая электроника, вычислительная техника и др.
Интерес к нанокристаллам широкозонных полупроводников можно объяснить их особыми размерами, формой, которые во многом определяют их особенные свойства. Наиболее интересными являются электронные, механические, оптические и химические характеристики, которые открывают перспективу для будущих применений.
II VI
Полупроводниковые соединения А В и твердые растворы на их основе занимают особое место в современной оптоэлектронике.
Кристаллы этих соединений применяются для изготовления проходной, выводящей и фокусирующей оптики мощных С02-лазеров (2п8е, СбЗе), электрооптических модуляторов (СсГГе, Хг&е, ZnTe), эмиттеров и детекторов ТГц-диапазона (2пТе), поляризаторов и расщепителей пучка (СсШе, СсШ), детекторов ионизирующих излучений с энергиями от 1 кэВ до 10 МэВ (СсГГе).
Еще большие возможности при решении практических задач
обнаруживают твердые растворы на основе соединений АПВУ1 (например, Сб[.х2п>:Те). Они приобретают новые параметры по отношению к материалам из бинарных соединений, это касается, прежде всего, электрофизических, фотоэлектрических, оптических характеристик, что позволяет получать материалы с контролируемыми характеристиками.
Выращивание из расплава кристаллов П-У1 из расплава с
определенным стехиометрическим составом, с хорошим светопропусканием в ИК диапазоне, с высокой механической и оптической прочностью
традиционно является актуальной задачей изготовления оптических
материалов. Низкая теплопроводность твердой и жидкой фаз, высокая

варисторы и нанолазеры [49, 50, 51, 52]. Необычные физико-химические характеристики наночастиц обусловлены, главным образом, тремя причинами. Во-первых, размер частиц 7-10 нм сравним с радиусом экситона в полупроводниках. Это определяет их оптические, люминесцентные и химические свойства. Во-вторых, поверхностные атомы составляют значительную долю от общего числа атомов в наночастице. Например, нанокристаллы размером 5 нм имеют около 15 % атомов на поверхности, которые влияют на термодинамические характеристики твердого тела и в значительной степени определяют температуру плавления и структурные переходы в них. В-третьих, размер частиц сравним с размером молекул, (10'8-5x10'8 м), что, в свою очередь, влияет на кинетику химических процессов на поверхности наночастиц.
Рекомбинация оптически генерированных зарядов приводит к люминесценции. При этом наблюдается сдвиг полосы испускания в коротковолновую область с уменьшением размера нанокристалла. Детальное исследование люминесценции было проведено для соединений ZnO [53, 54, 55], ZnS [56-58], CdS [59-62] и CdSe [63, 64]. М. Gao с сотрудниками [65] предложили метод послойной сборки нанокристаллических пленок CdTe под действием электрического поля для получения элементарных ячеек светоизлучающих устройств. Два типа наночастиц теллурида кадмия размерами 2,5 нм и 3,5 нм осаждали на структурированную подложку, чередуя с поликатионом (полихлоридом диаллилдиметиламмония), образуя многослойные пленки поликатион-CdTe. Осаждение на разных подложках контролировали полярностью приложенного напряжения. В результате было изготовлено устройство с двухцветными (зеленым при -550 нм и красным -650 нм) светоизлучающими элементами.
В работе X. Duan et al. [66] исследовали возможность реализации электрически управляемого полупроводникового лазера на основе отдельной нанопроволоки. Оптические и электрические измерения, проведенные на монокристаллических нанопроволоках сульфида кадмия, показали, что эти