Получение медной нанопроволоки
В работе рассматривается получение медной нанопроволоки, состоящее из нескольких этапов: 1 этап – очищение предметного стекла спиртом, 2 этап – нанесение оксида кремния упрощенным методом шликерного литья, 3 этап – сушка покрытия с образованием трещин в атмосфере воздуха и вакуума, 4 этап – катодное распыление меди, 5 этап – промывание водой.
Проведено исследование оптических и электрических свойств нанопроволок. Полученные результаты были проанализированы.
Ключевые слова: нанопроволока, оксид кремния, шликерное литье, сушка, вакуум, катодное распыление, спектрофотометр, четырехзондовый метод, проводимость, удельное поверхностное сопротивление.
ВВЕДЕНИЕ 3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 4
1 Критический обзор научной литературы 4
1.1 Нанопроволока 4
1.2 Характеристики нанопроволок 4
1.3 Методы формирования нанопроволок 4
2 Экспериментальная установка и оборудование 6
2.1 Описание установки шликерного литья 6
2.2 Описание вакуумной установки УВР-3М 7
2.3 Описание спектрофотометра Lambda 25 8
2.4 Описание установки для измерения удельного поверхностного сопротивления RMS-EL-Z 10
3 Экспериментальная часть 13
3.1 Получение медной нанопроволоки 13
3.2 Исследование свойств нанопроволоки 13
3.2.1 Оптические свойства 13
3.2.2 Электрические свойства 14
3.3 Анализ результатов исследований 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 17
Чжан Х.; и др. (2016). "Приближение к пределу идеальной упругой деформации в кремниевых нанопроволоках". Достижения науки. 2 (8): e1501382. Bibcode:2016SciA....2E1382Z. doi:10.1126/sciadv.1501382. PMC 4988777. PMID 27540586.
2. Кристесен, Джозеф Д.; Пиньон, Кристофер У.; Грумструп, Эрик М.; Папаниколас, Джон М.; Кахун, Джеймс Ф. (2013-12-11). "Синтетическое кодирование морфологии 10 нм в кремниевых нанопроволоках". Нанолитература. 13 (12): 62816286. Bibcode:2013NanoL..13.6281C. doi:10.1021/nl403909r. ISSN 1530-6984. PMID 24274858.
3. Холмс, Д.Д.; Джонстон, К. П.; Доти, Р. К.; Коргель, Б. А. (2000). "Контроль толщины и ориентации кремниевых нанопроволок, выращенных в растворе". Наука. 287 (5457):14713. Bibcode:2000Sci...287.1471H. doi:10.1126/science.287.5457.1471. PMID 10688792.
4. Ракаускас, С.; Насибулин, А. Г.; Цзян, Х.; Тянь, Ю.; Клещ, В. И.; Сайнио, Дж.; Образцова, Е. Д.; Бокова, С. Н.; Образцов, А. Н.; Кауппинен, Э. И. (2010). "Новый метод синтеза нанопроволоки оксида металла". Нанотехнологии. 20 (16): 165603. Bibcode:2009Nanot..20p5603R. doi:10.1088/09574484/20/16/165603. PMID 19420573. S2CID 3529748.
5. Лу, Ян; Хуан, Цзянь Ю; Ван, Чао; Сунь, Шоухэн; Лу, Цзюнь (2010). "Холодная сварка ультратонких золотых нанопроволок". Нанотехнологии природы. 5 (3): 21824. Bibcode:2010NatNa...5..218L. doi:10.1038/nnano.2010.4. PMID 20154688.
6. Лу, Вэй; Сян, Цзе, ред. (2015). Полупроводниковые нанопроволоки. Серия "Умные материалы". Кембридж: Королевское химическое общество. doi: 10.1039/9781782626947. ISBN 978-1-84973-826-2.
7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнология. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.- С. 416.
8. Рамбиди Н.Г., Березкин А.В. Физические и химические основы нанотехнологий. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009.- С. 456.
9. Вакуумно-плазменные процессы и технологии: Практикум/Сорокин Г.М., Васильев А.И. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2018. – С. 75
Нанопроволока представляет собой наноструктуру в виде проволоки диаметром порядка нанометра (10-9 метров). В более общем смысле, нанопроволоки можно определить как структуры, толщина или диаметр которых ограничены десятками нанометров или меньше и неограниченной длиной. В этих масштабах важны квантово - механические эффекты, из-за которых появился термин "квантовые провода".
Существует много различных типов нанопроволок, включая сверхпроводящие (например, YBCO [2]), металлические (например, Ni, Pt, Au, Ag), полупроводниковые (например, кремниевые нанопроволоки (SiNWs), InP, GaN) и изоляционные (например, SiO2, TiO2).
1.2 Характеристики нанопроволок
Типичные нанопроволоки имеют соотношение сторон (отношение длины к ширине) 1000 или более. Как таковые, их часто называют одномерными (одномерными) материалами. Нанопроволоки обладают многими интересными свойствами, которые не наблюдаются в объемных или трехмерных (трехмерных) материалах. Это связано с тем, что электроны в нанопроволоках квантово ограничены сбоку и, таким образом, занимают энергетические уровни, которые отличаются от традиционного континуума энергетических уровней или полос, встречающихся в объемных материалах.