58
высокотемпературного
гидролиза
образуются
мельчайшие
капли
расплавленного оксида.
Например, при синтезе TiO
2
в пламени протекает
реакция:
ТiCl
4
+ 2H
2
O = TiO
2
+ 4HCl
(24).
Затем
проводят резкое охлаждение, в результате чего формируются
твердые наночастицы.
Высокотемпературным гидролизом получены оксиды кремния,
алюминия, титана, хрома, железа, церия, никеля, олова, ванадия, циркония и
др.
2.1.3. Метод импульсного лазерного испарения
Метод заключается в импульсном лазерном
испарении металлов в
камере,
содержащей
необходимое
количество
газа-реагента,
и
контролируемой конденсации частиц на подложке. Схема установки синтеза
представлена на рис. 19.
Рис. 19. Схема установки синтеза наночастиц методом лазерного
испарения металлов.
В ходе диффузии атомов металла от мишени до подложки происходит
взаимодействие металла с газом и образование
требуемого соединения
(например, оксида, в случае О
2
, нитрида – в случае N
2
или NH
3
, карбида – в
59
случае CH
4
и т.д.). Например, этим методом получен нанооксид титана по
реакции:
Ti + O
2
= TiO
2
(25).
Данный метод дает возможность получить
наночастицы смешанного
состава, такие как смешанные оксиды/нитриды и карбиды/нитриды и смеси
оксидов различных металлов. Наряду с газом реагентом камера наполняется
инертным газом (Hе или Аr) при давлении 10
-2
– 1 Торр, способствующим
созданию условий стационарной конвекции
между подогреваемой нижней
пластиной и охлаждаемой верхней пластиной. В эксперименте в результате
одиночного импульса Nd:YAG-лазера (10
-8
с) испаряется более 10
14
атомов
металла. Образование нового соединения происходит за счет взаимодействия
«горячих» атомов металла с молекулами газа,
сопровождающегося потерей
энергии образовавшихся молекул при столкновении с молекулами инертного
газа. Непрореагировавшие атомы металлов и образовавшиеся молекулы
нового соединения попадают в результате конвекции в зону кристаллизации
на охлаждаемой верхней пластине. Изменяя состав смеси инертного газа-
носителя и газа-реагента в камере и варьируя
температурный градиент и
мощность лазерного импульса, можно контролировать элементный состав и
размеры получаемых наночастиц.
Достарыңызбен бөлісу: