Получение наностуктурированных пленок оксида цинка

9

С lb 6 X И в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7

УДК 544.77.023.5

Р.Х. Дженлода, М.В. Волостых, П.В. Гейдт, И.А. Сизова, М.Ю. Королева Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТУКТУРИРОВАННЫХ ПЛЕНОК ОКСИДА ЦИНКА

In this work were obtained nanostructured zinc oxide film. The analysis of their structure, morphology, phase composition. The optimum methods of cleaning and preparation of substrates for application.

В работе были получены наностктурированные пленки оксида цинка. Проведен анализ их структуры, морфлологии, фазового состава. Выбраны оптимальные методы очистки и подготовки подложек к нанесению.

В связи с разработкой миниатюрных источников (лазерных и люми-нисцентных), детекторов и преобразователей излучения видимого диапазона длин волн возрос интерес к широкозонным кристаллическим средам с высокой концентрацией термо-, фото- стабильных оптически активных дефектов, обеспечивающих возможность прогнозируемого изменения физических (оптических, электрических) параметров среды, а также ее интенсивное свечение при малых объемах и низкомощностных источниках накачки.

В последнее время отмечен повышенный интерес к исследованию свойств структур на основе пленок оксида цинка, обусловленний их возможным применением, в том числе в качестве высокопрозрачных электрических контактов.

Оксид цинка - один из перспективных широкозонных материалов, характеризующийся возможностью достижения высоких концентраций собственных дефектов: кислородных вакансий и междуузельных атомов цинка, сверхстехиометрического кислорода, обеспечивающих возможность изменения оптических свойств, проводимости среды и интенсивное свечение в «зеленой», а также люминесценцию в «красной» области спектра.

Таким образом, развитие технологии получения кристаллических пленок оксида цинка с варьируемой концентрацией собственных дефектов является актуальной задачей при разработке ряда интегрируемых твердотельных оптоэлектронных устройств с прогнозируемыми оптически и проводящими свойствами.

Среди большого разнообразия методов получения и нанесения наиболее доступными являются растворные методы получения и нанесения пленок оксида цинка.

В настоящей работе проводили исследования по нанесению пленок оксида цинка на стеклянные подложки.

Свойства, морфология и структура полученных пленок исследовалась при помощи рентгенофазового анализа и атомно-силовой микроскопии.

Для получения наноструктурированных пленок ZnO были использованы гексагидрат нитрата цинка (ZnfNO.^'óFhO, гегсаметилэтиленамин (ГМТА, C6H12N4) и этилендиамин (C2H8N2) производства «Sigma-Aldrich».

У

С % € X II в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 7

Были проведены эксперименты по синтезу пленок ЪпО в среде с добавлением этилендиамина и без этилен диамина.

Рис. 1. Рентгенограмма оксида цинка полученного осаждением нитрата цинка

Гексаметилентетрамином.

В колбу общим объемом 100 мл помещали 7п(]Ч0з)2'6Н20, ГМТА и этилендиамин в молярном соотношении 5:5:1 (т.е. (7п(Ж)з)2'6Н20): (ГМТА^СгНз^)). В другую колбу объемом 100 мл помещали 7п(Ж)з)2 •6Н20 и ГМТА в молярном соотношении 1:1 (т(гп(М03)2-6Н20):(ГМТА)). Начальная концентрация ионов цинка + в обеих колбах ОД моль/л.

fo л

\ > УI

У.

Рис. 2. АСМ. Микрофотография структур оксида цинка, полученного осаждением нитрата цинка гексаметилентетрамином

9

С 11 6 X И в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7

Обе колбы, закрытые пробками, установили на магнитные мешалки на 30 мин и интенсивно перемешивали при 500 об/мин, после чего нагревали колбы до 90°С на водяной бане.

По достижении необходимой температуры в емкости опускали стеклянные подложки (предварительно отмытые в этиловом спирте при действии ультразвука 50КГц) и выдерживали в течение 1 часа. Далее стеклянные подложки несколько раз промывали бидистиллированной водой и помещали в закрытые колбы с водой на 1 неделю. По истечении этого времени подложки нагревали в воде при температуре 65°С в течение одного часа без перемешивания. Затем извлекли подложки из воды и высушили их при температуре 150°С в течение 2 часов. После высушивания подложки охлаждались на воздухе при комнатной температуре.

Полученные пленки исследовались рентгенофазовым анализом и атомно-силовой микроскопией. Результаты рентгенофазового анализа показывают образование в пленках преимущественно частиц оксида цинка гексагональной структуры (рис. 1).

Исследованиями атомно-силовой микроскопии были изучены поверхности пленок. Показано, что пленки состоят из частиц оксида цинка имеющих форму гексагональных призм. Размер полученных призм составлял 5 мкм. А также из сферических частиц размером 40 нм.

Методом осаждения из растворов были получены наноструктуриро-ванные пленки оксида цинка.

УДК 542.87/546.98-022.532

С.В. Заварзин, А.Г. Масленников, А.А. Ревина

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН), Москва, Россия

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ ПАЛЛАДИЯ В АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Using cyclic voltammetry at the stationary gold electrode the properties of diluted palla-dium(II) salts (PdCl2 and Pd(N03)2) solutions in hydrochloric and nitric acid were studied, aiming to establish the difference in the electrochemical behavior of Pd in mentioned media. The possibility of Pd nanoparticles formation in the conditions of PUREX process was also estimated.

В работе с использованием метода циклической вольтамперометрии на стационарном золотом электроде исследуются свойства разбавленных растворов солей палладия (PdCk Pd(NC>3)2) в соляной и азотной кислотах с целью установления различий в электрохимическом поведении палладия в указанных средах и возможности образования наноча-стиц палладия в условиях ПУРЕКС процесса.

Палладий является одним из элементов, образующихся в процессе выгорания топлива АЭС. Содержание палладия в отработавшем ядерном топливе (ОЯТ) зависит от типа топлива, типа реактора, выгорания, а также