|
Conference publicationsAbstractsXXIII conferenceСинтез нанокомпазитов на основе коротких углеродных нанотрубок и аморфного диоксида кремнияВоронежский Государственный Университет, физический ф-т, каф. ФПП и МЭ, г. Воронеж, Университетская площадь, 1 1 pp. (accepted)Получение нанокомпозитов с заданными свойствами – одно из перспективных направлений применения углеродных нанотрубок (УНТ) [1]. Большой интерес для процесса создания композитных материалов представляет локальное взаимодействие УНТ с кислородом и кислородсодержащими фазами [2]. В данной работе проведено теоретическое и экспериментальное исследование взаимодействия УНТ малого диаметра со свободной аморфной наноразмерной формой SiO2. Исследование взаимодействия нанокомпонентов проводилось в гомогенной среде в результате смешения их разбавленных коллоидных растворов капельным методом, с последующим испарением диспергирующей среды — воды. В данном случае высыхающая капля рассматривается как нанореактор с динамическими стенками. При высыхании капли коллоидной смеси SiO2 с УНТ (комнатная температура), методом электронной микроскопии установлено образование двух типов структур: стержневых (d=250−300 nm, l∼4 μm) и сферических (d∼2 μm). Полученные структуры различаются так же соотношением атомных концентраций Si:O — 4:1 для стержневых и 1:2 для сферических структур с заметным содержанием углерода в обоих случаях. Дифрактометрические исследования показали наличие нанофазы карбида кремния политипа 4H-SiC в стрежневых структурах. Карбид кремния является полупроводниковым материалом используемым для создания изделий, работающих в экстремальных условиях, таких как высокая температура и радиация. Проведено численное моделирование по взаимодействию углеродной нанотрубки с нанофрагментом SiO2. Установлено формирование ковалентных связей Si−C и O−C, а также мостиков C−Si−O−C (при r Si-C =r кр ∼1.95 Å). Полученные результаты положены в основу дальнейшего исследования – приборно-технологического моделирования в среде САПР ТCAD. Кроме того на основе полученных данных может быть реализован лабораторный практикум в рамках курса «физическая химия» и «наноэлектроника». Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №14-02-31315 мол_а). Литература 1. Жукалин Д.А. и др. Холодный синтез SiC в коллоидной наносистеме SiO2-УНТ// Конденсированные среды и межфазные гр. том 16, № 4, 2014, Стр. 23-28. 2. Болотов В.В. и др. Трансформация электронной структуры нанокомпозита SnO2−x/MWCNT в условиях высоковакуумного отжига// ФТТ том 56, № 9, 2014, Стр. 1834-1838.
|
