 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 2 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 2 |
H. S. Kornyushchenko, S. T. Shevchenko, V. V. Natalich, V. I. Perekrestov
«Physical-Technological Preconditions for the Formation and Structural-Morphological Characteristics of C/Zn and C/Ni Composites with a Carbon Turbostratic Component»
0375–0389 (2021)
PACS numbers: 52.77.Dq, 61.05.cp, 68.37.Hk, 68.55.J-, 81.05.U-, 81.15.Cd, 81.70.Jb
У роботі проведено аналізу фізичних передумов формування конденсатів у вигляді пористих наносистем. На основі технологічного підходу, основаного на самоорганізації малих відносних пересичень осаджуваної пари, одержано пористі наносистеми Zn і Ni, яких у подальшому використано в якості прекурсорів для нанесення пористого турбостратного графіту. На першому етапі на лабораторному склі формувалися прекурсори у вигляді пористих наносистем Ni або Zn. На другому етапі наносилися конденсати вуглецю шляхом розпорошення графіту. Усі вуглецеві конденсати було сформовано на базових пористих структурах Zn і Ni за однакових технологічних параметрів (p\(_{Ar}\)=7 Па і P\(_w\)=80 Вт). Це дало змогу визначити вплив матеріялу та структурно-морфологічних характеристик прекурсорів на структуроутворення вуглецевих шарів. Ефективна товщина вуглецевих шарів складала приблизно 12–15 мкм. Показано, що різна морфологія пористих прекурсорів цинку майже не впливає на подальше структуроутворення пористих наносистем вуглецю. Разом з тим, при переході до прекурсорів у вигляді пористих систем Ni структура конденсатів вуглецю має більш розвинену на нанорівні пористість. За допомогою растрової електронної мікроскопії, методи енергодисперсійної рентґенівської спектроскопії та рентґенофазової аналізи проведено комплексні дослідження одержаних пористих композитів C/Zn і C/Ni. Показано, що на локальних ділянках нарощуваного турбостратного графіту створюються передумови для зародження та росту вуглецевих наностінок, волокон або діямантових включень. Зроблено висновок про можливість використання викладеного в роботі технологічного підходу для створення електрод літій-йонних акумуляторів.
Keywords: porous nanostructures, magnetron sputtering, carbon nanosystems, self-organization, turbostratic graphite
References
1. A. Eftekhari, Energy Storage Mater., 7: 157 (2017); https://doi.org/10.1016/j.ensm.2017.01.0092. E. A. Chudinov, S. A. Tkachuk, and V. S. Shishko, Fundamental Research, 12: 385 (2011) (in Russian); Е. A. Чудинов, С. A. Ткачук, В. С. Шишко, Технические науки, 12: 385 (2011).
3. E. V. Kuzmina, L. R. Dmitrieva, A. F. Gabdullin, E. V. Karaseva, T. R. Prosochkina, and V. S. Kolosnytsin, Bashkir Chemistry Journal, 25:86 (2018) (in Russian); Е. В. Кузьмина, Л. Р. Дмитриева, A. O. Габдуллин, Е. В. Карасева, Т. Р. Просочкина, В. С. Колосницын, Баш. хим. ж., 25: 86 (2018); https://doi.org/10.17122/bcj-2018-2-86-93
4. S. Xin, Y. G. Guo, and L. J. Wan, Acc. Chem. Res., 45: 1759 (2012); https://doi.org/10.1021/ar300094m
5. S. L. Candelaria, Y. Shao, W. Zhou, X. Li, J. Xiao, J. G. Zhang, Y. Wang, J. Liu, J. Li, and G. Cao, Nano Energy, 1: 195 (2012); https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2011.11.006
6. Nanotechnology for Lithium-Ion Batteries (Eds. Y. Abu-Lebdeh and I. Davidson) (Boston, MA: Springer: 2013); https://doi.org/10.1007/978-1-4614-4605-7
7. V. A. Krivchenko, D. M. Itkis, S. A. Evlashin, D. A. Semenenko, E. A. Goodilin, A. T. Rakhimov, A. S. Stepanov, N. V. Suetin, A. A. Pilelsky, and P. V. Voronin, Carbon, 50: 1438 (2012); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2011.10.042
8. M. Hiramatsu, K. Shiji, H. Amano, and M. Hori, Appl. Phys. Lett., 84: 4708 (2004); https://doi.org/10.1063/1.1762702
9. D. S. Su, ChemSusChem., 2: 1009 (2009); https://doi.org/10.1002/cssc.200900046
10. D. S. Su and R. Schlogl, ChemSusChem., 3: 136 (2010); https://doi.org/10.1002/cssc.200900182
11. Yu. O. Kosminska and V. I. Perekrestov, Diam. Relat. Mater., 85: 37 (2018); https://doi.org/10.1016/j.diamond.2018.03.032
12. G. A. Glushchenko, N. V. Bulina, P. V. Novikov, G. N. Bondarenko, and G. N. Churilov, Tech. Phys. Lett., 29: 933 (2003); https://doi.org/10.1134/1.1631368
13. J. Cai, P. Ruffieux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A. P. Seitsonen, M. Saleh, X. Feng, K. Mullen, and R. Fasel, Nature, 466: 470 (2010); https://doi.org/10.1038/nature09211
14. L. Zhi, Y. S. Hu, B. E. Hamaoui, X. Wang, I. Lieberwirth, U. Kolb, J. Maier, and K. Mullen, Adv. Mater., 20: 1727 (2008); https://doi.org/10.1002/adma.200702654
15. Handbook of Thin Film Technology (Eds. L. I. Maissel and R. Glang) (New York: McGraw-Hill Book Company: 1970); Технология тонких пленок (Ред. Л. Iайселл, Р. Гленг) (Iосква: Советское радио:1977), т. 1 (пер. з англ.); Handbook Of Thin Film Technology (Maissel & Glang) : Maissel, Gland : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive
16. A. A. Chernov, E. Givargizov, Kh. S. Bagdasarov, V. A. Kuznetsov, and L. M. Demianets, Sovremennaya Kristallografiya. Obrazovanie Kristallov [Modern Crystallography. Crystal Formation] (Moscow: Nauka: 1980) (in Russian); A. A. Чернов, Е. Гиваргизов, Х. С. Багдасаров, В. A. Кузнецов, Л. I. Демьянец, Современная кристаллография. Образование кристаллов (Наука: Iосква: 1980).
17. Reactive Sputter Deposition (Eds. D. Depla and S. Mahieu) (Berlin– Heidelberg: Springer-Verlag: 2008); https://doi.org/10.1007/978-3-540-76664-3
18. A. A. Mokrenko, Yu. O. Kosminska, and V. I. Perekrestov, J. Nano- Electron. Phys, 2: 40 (2010) (in Russian); A. A. Iокренко, Ю. A. Косминская, В. И. Перекрестов, Журнал нано- електрон. фіз., 2: 40 (2010).
19. V. I. Perekrestov, A. I. Olemskoi, Y. O. Kosminska, and A. A. Mokrenko, Phys. Lett. A, 373: 3386 (2009); https://doi.org/10.1016/j.physleta.2009.07.032
20. V. I. Perekrestov, Y. O. Kosminska, A. A. Mokrenko, I. N. Kononenko, and A. S. Kornyushchenko, Vacuum, 86: 111 (2011); https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2011.05.003
21. V. I. Perekrestov, A. V. Koropov, and S. N. Kravchenko, Phys. Solid State, 44: 1131 (2002) (in Russian); В. И. Перекрестов, A. В. Коропов, С. Н. Кравченко, Физика твердого тела, 44: 1131 (2002).
22. V. I. Perekrestov, A. S. Kornyushchenko, and Y. O. Kosminska, Phys. Solid State, 50: 1304 (2008) (in Russian); В. И. Перекрестов, A. С. Корнющенко, Ю. A. Косминская, Физика твердого тела, 50: 1304 (2008).
23. A. S. Kornyushchenko, A. H. Jayatissa, V. V. Natalich, and V. I. Perekrestov, Thin Solid Films, 604: 48 (2016); http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.tsf.2016.03.017
24. V. I. Perekrestov and S. N. Kravchenko, Instrum. Exp. Tech., 45: 404 (2002); https://doi.org/10.1023/A:1016083909330
25. G. Odahara, S. Otani, C. Oshima, M. Suzuki, T. Yasue, and T. Koshikawa, Surf. Sci., 605: 1095 (2011); https://doi.org/10.1016/j.susc.2011.03.011.0
26. J. Lahiri, T. Miller, L. Adamska, I. I. Oleynik, and M. Batzill, Nano Lett., 11: 518 (2011); https://doi.org/10.1021/nl103383b
27. A. F. Belyanin, V. V. Borisov, S. A. Daghetsyan, S. A. Evlashin, A. A. Pilevsky, and V. A. Samorodov, Materials of Electronics, 6: 34 (2017); https://doi.org/10.15222/TKEA2017.6.34
28. Y. Tzeng, C.-L. Chen, Y.-Y. Chen, and C.-Y. Liu, Diam. Relat. Mater., 19: 201 (2010); https://doi.org/10.1016/j.diamond.2009.08.005
29. H.-X. Wang, N. Jiang, H. Zhang, and A. Hiraki, Carbon, 48: 4483 (2010); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.08.008
 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 |