ТРЕКТІ ҚҰРЫЛЫМДАРДА CuO НАНОКРИСТАЛДАРЫН ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ТҰНДЫРУ ӘДІСІМЕН СИНТЕЗДЕУ

Осы жұмыста тректі диэлектрлік құрылымдарда электрохимиялық тұндыру (ЭХТ) әдісі арқылы мыс оксиді (CuO) нанокристалдарының массивтерін синтездеудің тиімді әдісі ұсынылып, олардың құрылымдық, морфологиялық және оптикалық қасиеттері кешенді түрде зерттелді. Электроосаждение арнайы таңдалған электролитте потенциостатикалық режимде жүргізіліп, тректік матрицадағы наноканалдарды селективті және қайталанбалы түрде толтыруға мүмкіндік берді. Шаблон ретінде иондық сәулелену және одан кейінгі химиялық өңдеу арқылы түзілген кремний диоксидінің кеуекті құрылымы қолданылды.

ЭХТ әдісі технологиялық қарапайымдылығы, төмен энергия тұтынуы, экологиялық қауіпсіздігі, жоғары температурада отжигтің және қымбат вакуумдық жабдықтың қажет етілмеуі, сондай-ақ күрделі геометриялы подложкаларға тұндыру мүмкіндігімен сипатталады. Морфология мен кеуек топографиясы сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ) арқылы, ал фазалық құрам мен кристалдық құрылымы рентгендік дифракция (РД) арқылы анықталды, нәтижесінде моноклинді CuO фазасының (C2/c кеңістіктік тобы) түзілуі расталды. Фотолюминесценттік зерттеулер бойынша 3,11–3,22 эВ диапазонында эмиссиялық шыңдар анықталды, олар күлгін спектрге сәйкес келеді. Бұл шыңдар зоналық өтулер және локализденген дефектілік күй арқылы заряд тасушылардың рекомбинациясымен байланысты. Кеуектердің геометриялық параметрлері мен тұндыру шарттары каналдардың толу дәрежесіне және сапасына айтарлықтай әсер ететіні атап көрсетілді.

Алынған нәтижелер берілген қасиеттері мен геометриясы бар функционалдық CuO наноқұрылымдарын жасау мүмкіндігін көрсетеді. Дамытылған әдістеме сенсорлық жүйелерді, фотондық электроника элементтерін және өтпелі металдардың оксидтеріне негізделген энергия үнемдейтін құрылғыларды әзірлеуде қолданылуы мүмкін. 

1. Zhuang Z.J., Su X.D., Yuan H.Y., Sun Q., Xiao D., Choi M.M.F. Optical determination of copper oxide nanocrystals // Analyst. – 2008. – Vol. 133. – P. 126.

2. Gao P., Chen Y.J., Lv H.J., Li X.F., Wang Y., Zhang Q. Study of CuO nanostructures for hydrogen energy applications // International Journal of Hydrogen Energy. – 2009. – Vol. 34. – P. 3065–3071.

3. Zhang X.J., Wang G.F., Liu X.W., Wu J.J., Li M., Gu J., Liu H., Fang B. Synthesis and characterization of CuO nanocrystals // Journal of Physical Chemistry C. – 2008. – Vol. 112. – P. 16845–16849.

4. Zou G.F., Li H., Zhang D.W., Xiong K., Dong C., Qian Y.T. CuO nanowires prepared by solution route // Journal of Physical Chemistry B. – 2006. – Vol. 110. – P. 1632–1636.

5. Li Y., Kuai P.Y., Huo P.P., Liu C.J. Structural and optical properties of CuO nanocrystals // Materials Letters. – 2009. – Vol. 63. – P. 188–191.

6. Xu H.L., Wang W.Z., Zhu W. Synthesis and photocatalytic properties of CuO nanocrystals // Journal of Physical Chemistry B. – 2006. – Vol. 110. – P. 13829–13834.

7. Tang A.D., Xiao Y., Ouyang J., Nie S. Electrical and magnetic properties of CuO nanoparticles // Journal of Alloys and Compounds. – 2008. – Vol. 457. – P. 447–451.

8. Lu C., Qi L., Yang J., Zhang D., Wu N., Ma J. Controlled growth of CuO nanorods // Journal of Physical Chemistry B. – 2004. – Vol. 108. – P. 17825–17829.

9. Zhang W., Wen X., Yang S. Synthesis of uniform CuO nanostructures // Inorganic Chemistry. – 2003. – Vol. 42. – P. 5005–5008.

10. Huang L., Yang S., Li T., Gu B., Du Y., Lu Y., Shi S. Growth mechanism of CuO crystals // Journal of Crystal Growth. – 2004. – Vol. 260. – P. 475–480.

11. Wang W., Zhan Y., Wang X., Liu Y., Zheng C., Wang G. CuO nanocrystals: preparation and application // Materials Research Bulletin. – 2002. – Vol. 37. – P. 1093–1098.

12. Zhu R., Chen C., Hao L., Hu Y., Chen Z. Defect structure and magnetic properties of CuO nanocrystals // Solid State Communications. – 2004. – Vol. 130. – P. 681–684.

13. Ningthoujam R.S., Gajbhiye N.S., Ahmed A., Umre S.S., Sharma S.J. Synthesis and PL of CuO nanoparticles // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. – 2008. – Vol. 8. – P. 3059–3064.

14. Singh L.R., Ningthoujam R.S., Sudarsan V., Singh S.D., Kulshreshtha S.K. Photoluminescence of CuO nanocrystals // Journal of Luminescence. – 2008. – Vol. 128. – P. 1544–1550.

15. Ningthoujam R.S., Sudarsan V., Kulshreshtha S.K. Optical behavior of CuO nanocrystals // Journal of Luminescence. – 2007. – Vol. 127. – P. 747–752.

16. Hu J.Q., Bando Y. Growth and optical properties of single-crystal tubular ZnO whiskers // Applied Physics Letters. – 2003. – Vol. 82. – P. 1401–1403.