 |
|||||||||
 |
2020, том 18, выпуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2020/том 18 /выпуск 2 |
V. Ye. Panarin, M. Ye. Svavil’nyi, V. O. Moskalyuk
«Synthesis of Monocrystalline Graphite on Ni and Fe Substrates»
321–332 (2020)
PACS numbers: 34.50.Lf, 52.77.Dq, 68.37.Hk, 68.55.Nq, 68.65.Pq, 81.15.Gh, 82.80.Yc
На модернізованій установці йонно-плазмового розпорошення з дуговим розпорошенням катоди синтезовано вуглецеві наноструктури на мікрокраплях, які осаджувалися на пластинки SiO\(_2\), кварцу, полікору, нітриду титану. Проведено дослідження структур, які сформувалися на поверхні мікрокрапель Fe та Ni, яких одержано з вакуумної дуги шляхом розпорошення металічної катоди. Ці вуглецеві структури є різного розміру правильної форми фасетні багатогранники, які являють собою монокристали чи то полікристали графіту. Первинними площинами зародків монографіту є кристалографічні площини закристалізованих мікрокрапель. Міжатомові віддалі на цих площинах дуже близькі до віддалей між атомами у графені. Форма монокристалів графіту спочатку повторює форму площин кристалів мікрокраплі, а потім утворює свою власну структуру відповідно до реалізації мінімізації вільної енергії кожного наступного синтезованого графенового шару. Проведено аналізу розміру, форми та ступеня перегріву мікрокрапель металу, що конденсувалися на пластинках за різних умов. Проведено дослідження елементного складу у точках з яскраво вираженими ознаками кристалізації та у точках з наявним аморфним вуглецем. Встановлено, що для утворення кристалічного графіту необхідна присутність плазмової компоненти робочого газу-прекурсора. Обговорюється механізм утворення кристалічних структур графіту на поверхні досліджуваних мікрокрапель. Вуглецеві нанотрубки на таких мікрокраплях, як правило, не утворюються, на відміну від каталітичних центрів, які формуються спеціяльно із тонкої плівки каталізатора, що напорошується на пластинки.
Keywords: CVD synthesis, carbon nanostructures, microdroplets, arc sputtering, plasma, catalyst
References
1. Ya. A. Ugai, Vvedeniye v Khimiyu Poluprovodnikov [Introduction to Semiconductors Chemistry] (Moscow: Visshaya Shkola: 1965) (in Russian).
2. Ye. P. Sheshin, Struktura Poverkhnosti i Avtoemissionnyye Svoistva Materialov [Surface Structure and Field Emission Properties of Materials] (Moscow: Izdatelstvo MFTI: 2001) (in Russian).
3. Yu. B. Vladimirskii, N. I. Gundorova, A. V. Demin, M. T. Kogan, N. A. Kozhevnikova, V. G. Nagornyi, and I. F. Nikolskaya, Issledovaniya Struktury Monokristallov Grafita [Studies of the structure of graphite single crystals]. In: Konstrukzionnyye Materialy na Osnove Ugleroda (Moscow: Metallurgiya: 1975,) p. 89 (in Russian).
4. O. A. Aleksandrova, N. I. Alekseyev, A. N. Alyoshin, S. Yu. Dadydov, L. B. Matyushkin, and V. A. Moshnikov, Nanochastitsy, Nanosistemy i Ikh Primeneniye [Nanoparticles, Nanosystems and Their Application]. Part II (Ufa: Aehterna: 2016) (in Russian).
5. I. I. Aksyonov, A. A. Andreev, V. A. Belous, V. Ye. Strelnitskii, and V. V. Khoroshikh, Vakuumnaya Duga [Vacuum Arc] (Kiev: Naukova Dumka: 2012) (in Russian).
6. M. Ye. Svavil’nyi, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 2: 247 (2016) (in Russian); doi:10.15407/mfint.38.02.0247.
7. V. Ye. Panarin, N. Ye. Svavilnyi, and A. I. Khominich, Journal of Materials Research and Technology, 6, Iss. 3: 284 (2017); https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2017.04.004.
8. V. Ye. Panarin, M. Ye. Svavil’nyi, M. A. Skoryk, A. I. Khominich, T. O. Prikhna, and A. P. Shapovalov, Journal of Superhard Materials, 40, No. 4: 267 (2018); https://doi.org/10.3103/S1063457618040068.
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |