ПОЛУЧЕНИЕ НАНОПРОВОЛОК СЕЛЕНИДА МЕДИ В ТРЕКОВЫХ ТЕМПЛЕЙТАХ SiO₂/Si

В статье представлены исследования нанопроволок селенида меди, впервые полученных в результате темплэйтного синтеза. Данный метод позволяет точно контролировать размеры и морфологию наноструктур, что свидетельствует о его высокой эффективности в получении однородных и хорошо осажденных нанопроволок селенида меди. Трековый темплэйт SiO₂/Si получен облучением на ускорителе ДЦ-60 (Астана, Казахстан), после чего трековый темплэйт подвергается химическому травлению с образованием цилиндрических пор. После облучения и дальнейшего химического травления в трековый темплэйт SiO₂/Si осаждали селенид меди методом электрохимического осаждения. Наблюдение за морфологией и количеством осажденных нанопреципитатов проводилось с помощью электронного микроскопа QUANTA 200i с 3D-сканированием. Рентгеновский дифрактометр использовался для определения кристаллографической структуры нанопреципитатов на основе селенида меди. Рентгеноструктурный анализ (РСА) проводился на рентгеновском дифрактометре Rigaku miniflex 600. В результате рентгеноструктурного анализа было обнаружено образование кубической кристаллической фазы нанопроволок селенида меди, электрохимически осажденных на трековом тэмплэйте SiO₂/Si. Спектры фотолюминесценции (ФЛ) измеряли на спектрофлуориметре СМ2203 для изучения оптических свойств нанопроволок. Спектры ФЛ регистрировались при комнатной температуре от 300 нм до 800 нм с шагом 5 нм при ксеноновой лампе. Дифференциальное разложение спектров ФЛ показал две основные пики (2,5 и 2,8 эВ).

1. Fujimaki M., Rocksthul C., Wang X., Awazu K., Tominaga J., Koganezawa Y., Ohki Y., Komatsubara T. Silica-based monolithic sensing plates for waveguide-mode sensors // Optics express. – 2008. – Vol. 16(9). – P. 6408-6416. https://doi.org/10.1364/OE.16.006408

2. Dallanora A., Marcondes T. L., Bermudez G. G., Fichtner P. F. P., Trautmann C., Toulemonde M., & Papaleo R. M. Nanoporous SiO2/Si thin layers produced by ion track etching: Dependence on the ion energy and criterion for etchability // Journal of Applied Physics. – 2008. – Vol. 104(2). – P. 024307. https://doi.org/10.1063/1.2957052

3. Al’zhanova, A., Dauletbekova, A., Komarov, F., Vlasukova, L., Yuvchenko, V., Akilbekov, A., & Zdorovets, M. Peculiarities of latent track etching in SiO2/Si structures irradiated with Ar, Kr and Xe ions // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2016. – Vol. 374. –P. 121–124. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.08.046

4. Hoppe, K., Fahrner, W. R., Fink, D., Dhamodoran, S., Petrov, A., Chandra, A., Saad A., Faupel F., Chakravadhanula V. S. K. & Zaporotchenko, V. An ion track based approach to nano-and micro-electronics // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2008. – Vol. 266(8). – P. 1642–1646. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2007.12.069

5. Benyagoub A., Toulemonde M. Ion tracks in amorphous silica. // Journal of Materials Research. – 2015. – V. 30(9). – P. 1529–1543. https://doi.org/10.1557/jmr.2015.75

6. Jensen J., Razpet A., Skupinski M., Poss G. Ion tracks in amorphous SiO2 irradiated with low and high energy heavy ions // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2006. – Vol. 245(1). – P. 269–273. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2005.11.072

7. Jensen J., Razpet A., Skupinski M., Possnert G. Ion track formation below 1 MeV/u in thin films of amorphous SiO2 // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2006. – Vol. 243(1). – P. 119–126. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2005.07.226

8. Li D., Zheng Z., Lei Y., Ge S., Zhang Y., Zhang Y., … & Lau W. M.Design and growth of dendritic Cu2−xSe and bunchy CuSe hierarchical crystalline aggregations // Cryst. Eng. Comm. – 2010. – Vol. 12(6). – P. 1856–1861. https://doi.org/10.1039/b919087m

9. Wang X., Miao Z., Ma Y., Chen H., Qian H., & Zha, Z. One-pot solution synthesis of shape-controlled copper selenide nanostructures and their potential applications in photocatalysis and photothermal therapy // Nanoscale. – 2017. – Vol. 9(38) – P. 14512–14519. https://doi.org/10.1039/c7nr04851c

10. Chen F., Zhang Y., Hu L., Zheng L., Ge F., Feng C., ... & Wu X. J. Single‐precursor phase‐controlled synthesis of copper selenide nanocrystals and their conversion to amorphous hollow nanostructures // SmartMat. – 2023. – V. 4(3). – P. e1193. https://doi.org/10.1002/smm2.1193

11. Liu Y., Zeng J., Li C., Cao J., Wang Y., & Qian, Y. Formation of semiconductor Cu2−xSe rod-like crystals through a solvothermal reaction // Materials research bulletin. – 2002. –Vol. 37(15). – P. 2509–2516. https://doi.org/10.1016/S0025-5408(01)00808-X

12. Xie Y., Wang W. Z., Qian Y. T., & Liu X. M. Solvothermal route to nanocrystalline CdSe // Journal of Solid State Chemistry. – 1999. – Vol. 147(1). – P. 82–84. https://doi.org/10.1006/jssc.1999.8179

13. Yang J., Yang X. L., Yu S. H., Liu X. M., & Qian Y. T. CdTe nanocrystallites with different morphologies and phases by solvothermal process // Materials research bulletin. – 2000. – Vol. 35(9). – P. 1509–1515. https://doi.org/10.1016/S0025-5408(00)00343-3

14. Cowley J.M., Diffraction Physics. 3-rd Rev. Ed. Elsevier, Amsterdam. – 1995. – P. 205.

15. Yi H. C. and Moore J. J. Self-propagating high-temperature (combustion) synthesis (SHS) of powder-compacted materials // Journal of Materials Science. – 1990. – Vol. 25. – P.1159–1168.

16. Coustal, R., J. Chim. Phys. 38:277. – 1958.

17. Toyoji, H. and Hirohsi, Y., Jpn. Kokai Tokkyo Koho, JP02.173:622. – 1990.

18. Lakshmikvar, S.T., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 32:7. – 1994.

19. Metcalf H.C., Williams J.E., and Caskta, J.F. Modern Chemistry, Holt, Reinhart, Winston, New York. – 1982. – P. 54.

20. Parkin I.P., Chem. Soc. Rev. 25:199. – 1996.

21. Korzhuev M. A. Composition changes of superionic Cu2-xSe during chemical reactions // Fizika i himiâ obrabotki materialov. – 1991. – No. 3. – P. 131–134.

22. Yung-Jung Hsu, Chiu-Ming Hung, Yi-Feng Lin, Ben-Jie Liaw, Tarlok S. Lobana, Shih-Yuan Lu, and C. W. Liu, [Cu4{Se2P(Oi Pr)2}4]: A Novel Precursor Enabling Preparation of Nonstoichiometric Copper Selenide (Cu2-xSe) Nanowires // Chem. Mater. – 2006. – Vol. 18. – P. 3323–3329. https://doi.org/10.1021/cm060478n

23. Xu X., Luo, F., Tang W., Hu J., Zeng H., Zhou Y. Enriching Hot Electrons via NIR Photon-Excited Plasmon in WS2@Cu Hybrids for Full-Spectrum Solar Hydrogen Evolution // Adv. Funct. Mater. – 2018. – Vol. 28(43). – P. 1804055. https://doi.org/10.1002/adfm.201804055