Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие
жүктеу/скачать 3.3 Mb. Pdf көрінісі
|
глава 1. Методы синтеза наночастиц и нанопорошков лоты, варьировался в пределах от 2 до 10 нм. Структура нанопленок была исследована новым рентгенодифракционным методом, кото- рый смело можно отнести к нанотехнологиям. Это метод рассея- ния рентгеновских лучей под скользящим или скребущим пучком (X-ray grazing incidence diffraction). Другое название мето- да — рассеяние рентгеновских лучей при полном внешнем отражении . Данный метод позволил исследовать процесс осажде- ния на подложку и атомную структуру пленок толщиной несколько нанометров. С помощью метода рассеяния под скользящим пучком удалось подтвердить гидрооксидный механизм формирования пле- нок сульфида кадмия. После осаждения сульфида кадмия в осадках обнаружились ча- стицы размером несколько микрон, которые имели правильную форму гексагональной призмы (рис. 1.3). Обнаруженная исследо- вателями самоорганизация существенно отличается от самооргани- зации наночастиц, найденной в подобных соединениях при химиче- ском осаждении, а также от самоорганизации частиц, обнаруженной в оксидах SiO 2 и TiO 2 . Дело в том, что наночастицы CdS размером несколько нанометров, образующие коллоидный кристалл размером несколько микрометров, ориентированы относительно друг друга произвольным образом и не имеют правильной формы и одинако- вых размеров. Как видно из рис. 1.4, наночастицы сульфида кад- мия плотно прилегают друг к другу внутри коагулятов, имеющих размер около 150 нм. Явление с а м о о рг а н и з а ц и и широко распространено как в неживой, так и в живой природе. Самоорганизация в химии ма- териалов и самоорганизация наночастиц в последнее время стано- вится предметом пристального исследования, поскольку это явле- ние предполагается использовать в нанотехнологиях для самосборки высокопроизводительных и высокоэффективных схем для нано- электроники. Явление самоорганизации наночастиц в настоящее время не понято до конца. Большое внимание уделяется установ- лению природы сил межнаночастичного взаимодействия, которые приводят к самоорганизации и упорядочению наночастиц в одно-, двух- и трехмерные ансамбли. Среди таких сил рассматриваются вандерваальсовы силы, капиллярные силы, электростатические, стерические и другие силы. 29 1.3. осаждение из коллоидных растворов Рис. 1.4. Микрофотография коагулятов в химически осажденном порошке CdS (наночастицы размером 7 нм заполняют объем внутри коагулятов) Рис. 1.3. Микрофотография коллоидного кристалла, полученного при химическом осаждении CdS (коллоидные кристаллы имеют форму гексагональных призм со стороной призмы около 2.5 мкм) |