SiO₂/Si ТРЕК ТЕМПЛЭЙТТЕРІНДЕ МЫС СЕЛЕНИДІНІҢ НАНОСЫМДАРЫН АЛУ

Бұл мақалада темплэйт синтезі арқылы алғаш алынған мыс селенидінің наносымдары бойынша зерттеулер келтірілген. Аталған әдіс наноқұрылымдардың өлшемдері мен морфологиясын дәл бақылауға мүмкіндік береді, бұл оның біркелкі және жақсы тұндырылған мыс селениді наносымдарын алуда тиімділігінің жоғары екенін көрсетеді. SiO₂/Si трек темплэйті ДЦ-60 үдеткішінде (Астана, Қазақстан) сәулелену арқылы алынды. Содан кейін бұл трек темплейті цилиндрлік кеуектерді қалыптастыру үшін химиялық жолмен өңделеді. Сәулелену, химиялық өңдеу арқылы дайындалған SiO₂/Si субстратқа электрохимиялық тұндыру әдісі арқылы мыс селениді тұндырылды. Тұндырылған нанопреципитаттардың морфологиясы мен мөлшерін бақылау 3D сканерлейтін QUANTA 200i электронды микроскопының көмегімен жүргізілді. Мыс селенидіне негізделген нанопреципитаттардың кристаллографиялық құрылымын анықтау үшін рентгендік дифрактометр қолданылды. Рентгендік құрылымдық талдау (РҚТ) Rigaku miniflex 600 рентгендік дифрактометрінде жүргізілді. Рентгендік құрылымдық талдау нәтижесінде SiO₂/Si трек темплэйтіне электрохимиялық тұндырылған мыс селенидінің наносымдарының текше кристалды фазасының түзілуі анықталды. Наносымдардың оптикалық қасиеттерін зерттеу үшін СМ2203 спектрофлуориметрінде фотолюминесценция спектрлері (ФЛ) өлшенді. ФЛ спектрлері бөлме температурасында 300 нм-ден 800 нм-ге дейін, ксенон шамымен 5 нм қадаммен тіркелді. ФЛ спектрлерін дифференциалдық талдау екі негізгі шыңды (2,5 және 2,8 эВ) көрсетті.

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