Статья

Название статьи ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ Ni-Cr-Si ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК МЕТОДОМ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ
Автор О.И. Ильин, В.С. Климин, М.В. Рубашкина, К.С. Сергиенко, А.С. Семенов, А.А. Федотов, Чинь Ван Мыой, В.Ю. Яненко
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОМАТЕРИАЛЫ
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 621.38-022.532
DOI
Аннотация Проведен термодинамический анализ реакций межфазного взаимодействия в структуре: Ni(10нм)/Cr(20нм)/Si(380мкм), который показал, что на начальной стадии нагрева Ar служит для вытеснения остаточных газов атмосферы, а NH3 и H2 связывают свободный O2. На стадии активации роль NH3 заключается в восстановлении Ni из его соединений с O2 и Cr, при этом формируется проводящий подслой CrN/Cr2N. Также показано, что независимо от фазового состояния Ni, на нем происходит разложение C2H2 с выделением C. При этом под каталитическими центрами образуется подслой CrN/Cr2N/Cr, который, препятствует проникновению никеля в Si подложку, а также окислению Si, и является проводящим подслоем для обеспечения электрического контакта к углеродным нанотрубкам (УНТ). Проведены эксперименты по формированию каталитических центров на данной структуре с последующим ростом массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок. Полученные результаты могут быть использованы для разработки методики выбора материалов и определения режимов роста УНТ методом плазменного химического осаждения из газовой фазы (ПГФХО), так же как и для формирования критериев предъявляемых к структуре на которой будут формироваться каталитические центры с последующим ростом УНТ.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноматериалы; ориентированные углеродные нанотрубки; термодинамический анализ; каталитические центры; химическое осаждение из газовой фазы.
Библиографический список 1. Агеев О.А., Сюрик Ю.В., Климин В.С., Федотов А.А. Получение нанокомпозитных полимерных материалов, модифицированных углеродными наноструктурами, на основе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 1 (90). – С. 135-142.
2. Li J., Lu Y., Ye Q., Cinke M., Han J., Meyyappan M. Carbon nanotube sensors for gas and organic vapor detection // Nano Letters. – 2003. – Vol. 3. – P. 929-933.
3. Агеев О.А., Сюрик Ю.В., Коломийцев А.С., Сеpбу Н.И. Исследование влияния концентрации углеродных нанотрубок на электрическое сопротивление пленок полимерного
нанокомпозита // Нано- и микросистемная техника. – 2010. – № 10. – C. 2-6.
4. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Коломийцев А.С., Федотов А.А. Исследование режимов формирования и модификации ориентированных массивов углеродных нанотрубок методом PECVD на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – C. 69-77.
5. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Коноплев Б.Г., Федотов А.А. Исследование режимов формирования каталитических центров для выращивания ориентированных массивов углеродных нанотрубок методом PECVD // Химическая физика и мезоскопия. – 2011. – № 2. – Т. 13. – С. 226-231.
6. Климин В.С., Агеев О.А., Ильин О.И., Федотов А.А. Исследование режимов получения каталитических структур из пленки Ni для выращивания углеродных нанотрубок // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 222-225.
7. Chhowalla M. Growth process conditions of vertically aligned carbon nanotubes using plasma enhanced chemical vapor deposition // J. Appl. Phis. – 2001. – Vol. 90, № 10. – P. 5308-5317.
8. Melechko A.V., Merkulov V.I., McKnight T.E., M.A. Guillorn, K.L. Klein, D.H. Lowndes, Simpson M.L. Vertically aligned carbon nanofibers and related structures: Controlled synthesis and directed assembly // J. Appl. Phys. – 2005. – Vol. 97. – P. 041301-1–041301-39.
9. [Электронный ресурс] URL: http://www.factsage.com/.
10. Агеев О.А., Золотарев Д.В., Климин В.С., Чередниченко Д.И. Изучение закономерностей роста углеродных нанотрубок при плазменно-химическом осаждении из газовой фазы // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 61-68.
11. Marian A. Herman, Wolfgang Richter, Helmut Sitter Epitaxy. Physical Principles and Technical Implementation // Springer. – 2004. – P. 322.
12. Tretyakov Yu.D., Oleinikov N.N., Shlyakhtin O.A. Cryochemical Technology of Advanced Materials // London: Chapman & Hall. – 1997. – P. 72-126.
13. Агеев О.А., Ильин О.И., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Федотов А.А. Определение геометрических параметров массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок методом атомно-силовой микроскопии // Нано- и микросистемная техника. – 2012. – № 3. – С. 9-13.
14. Агеев О.А., Блинов Ю.Ф., Ильин О.И. и др. Мемристорный эффект на пучках вертикально ориентированных углеродных нанотрубок при исследовании методом сканирующей туннельной микроскопии // Журнал технической физики. – 2013. – № 83 (12). – С. 128-133.
15. Агеев О.А., Ильин О.И., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Федотов А.А. Разработка методики определения модуля юнга вертикально ориентированных углеродных нанотрубок методом наноиндентирования // Российские нанотехнологии. – 2012. – Т. 7, № 1. – С. 54-59.

Comments are closed.