Реферат 2
Введение 6
1 Анализ современной литературы 8
1.1 Исследование роли 2-аминоэтанола в стабильности золя оксида цинка 8
1.2 Исследование фотохимической конверсии геля оксида цинка под
действием вакуумного ультрафиолетового излучения 18
1.3 Структурные и оптические свойства золь-гель синтезированных
наностержней MoO3, обработанных гамма-излучением 32
1.4 Влияние ультразвукового облучения на структуру, морфологию и фотокаталитические характеристики наночастиц ZnO золь-гель методом 42
2 Проведение комплексных исследований процессов в золь-гель
наносистемах. 53
2.1 Спектроскопические исследования воздействия ультрафиолетового
излучения на золе оксида цинка 54
2.2 Спектроскопические исследования воздействия ультрафиолетового
излучения на золь двухкомпонентной системы SiO2-SnO2 59
2.3 Иерархическая самосборка нано- и микроструктур оксида цинка в
комбинированных золь-гель системах 64
3 Организация рабочего места ученого 75
Заключение 80
Список использованных источников 83
Приложение А.Задание на выпускную квалификационную работу 86
Приложение Б. Заявление на проведение проверки выпускной квалификационной работы с использованием системы «Антиплагиат.ВУЗ» 90 Приложение В. Результаты проверки выпускной квалификационной работы в системе «Антиплагиат.ВУЗ» 92
Приложение Г. Презентация к выпускной квалификационной работе 95
Оксид цинка (ZnO) сделан из экологически чистых элементов, которые распространены в природе, но при этом обладает чрезвычайно полезными свойствами. Обычно он действует как широкозонный (3,37 эВ) полупроводник и-типа c высокой подвижностью заряда и с широким спектром применений в тонкопленочных устройствах, включая фотоэлектрические элементы, датчики и транзисторы. Большая энергия связи экситона (60 мэВ) при комнатной температуре также делает ZnO перспективным люминесцентным материалом для оптоэлектронных устройств, таких как УФ-лазеры и светодиоды (LED) [1].
На современном этапе развития материаловедения актуальным является развитие методов формирования наносистем, состоящих из наноэлементов и характеризующихся различной структурой
(кристаллические, аморфные, фрактальные). Наиболее перспективными (с точки зрения наноструктурной инженерии) являются золь-гель системы, объединяющие фрактальные наноэлементы, которые путем технологических воздействий могут эволюционировать до аморфного или кристаллического состояний [11, 12]. В этом случае имеется возможность управления
требуемыми структурными параметрами, как на микроуровне, так и на макроуровне. В первом случае такой контроль осуществляется за счет контроля процессов самосборки и самоорганизации, в ходе которых из первичных наноэлементов образуются фрактальные агрегаты. На макроуровне структурными параметрами металлооксидного наноматериала можно управлять путем вариации технологических параметров нанесения пленкообразующего золя на поверхность подложки, а также температуры и длительности термической обработки...
В ходе данной выпускной квалификационной работы проанализированы научные статьи из мировых научных журналов, связанные со стабилизацией пленкообразующих золей, а также его активацией.Описана роль 2-аминоэтанола на стабильность золь-геля оксида цинка. Было доказано, что деградация золя обусловлена реакцией 2-аминоэтанола с атмосферным углекислым газом, и что реакционная способность 2 -аминоэтанола увеличивается, когда он растворяется в 2-метоксиэтаноле и даже в самом золе. Объясняется это с помощью моделирования теории функционала плотности, зависящей от времени. Также, эксперименты показали, что на реакционную способность с углекислым газом немаловажную роль играет освещение. В добавок, расчёты показывают, что мономеры имеют объединяться в димеры, которые более светочувствительны и реакционноспособны, чем мономер.
Изучены исследования фотохимической конверсии геля оксида цинка под воздействием вакуумного УФ-излучения. Сделан вывод, что фотохимическая конверсия сухого гуля путем центрифугирования растворов безводного ацетата цинка с 2-метоксиэтанолом с последующим облучением ультрафиолетом, привела к получению тонких пленок оксида цинка с фотолюминесценцией от фиолетового до сине-зеленого цвета. Сам полученный цвет зависит от времени воздействия УФ-излучения на тонкую плёнку. Было обнаружено, что наблюдаемая фотолюминесценция возникает в поверхностном комплексе остаточной органики, окружающей ядро нанокристаллов ZnO. Перестраиваемая по цвету фотолюминесценция, основанная на этом уникальном механизме, оказывается одновременно эффективной и стабильной, что позволяет потенциально применять ее в гибких тонкопленочных оптоэлектронных устройствах.
Описано влияние гамма-излучения на наноструктуре гексагонального триоксида молибдена. Показано, что при 40 кГр спектры диффузного отражения увеличиваются, а при дальнейшем увеличении дозы поглощения 80 кГр и 120 кГр коэффициент отражения постепенно уменьшается. Установлено, что происходит уменьшение оптической ширины запрещенной зоны с увеличением поглощенной дозы, что указывает на образование кристаллических дефектов, т.е. беспорядка или вакансий в наночастицах h- MoO3. При взаимодействии гамма-излучения с веществом часть атомов в наночастице может удаляться, вызывая точечный дефект. Этот кристаллический дефект создает локализованные состояния в запрещенной зоне, таким образом, уровень Ферми смещается в сторону зоны проводимости, и это состояние действует как центр рекомбинации.
Изучено влияние ультразвука на оксид цинка. Показано, что эффективность поглощения изменяется при изменении мощности и времени ультразвукового облучения. Более того, в ультразвуковых образцах активность наночастиц в видимой области увеличивается из-за меньшего размера частиц и более высокой энергетической поверхности. Структура наночастиц становилась более однородной, а агрегация наночастиц и размеры частиц уменьшались с увеличением мощности и времени ультразвукового облучения...
