ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


ИРНAP05134367, Номер госрегистрации0118РК00618

НаименованиеCинтез нанокристаллов в трековых темплэйтах SiO2/Si для сенсорных, нано - и оптоэлектронных применений

Приоритетное направлениеРациональное использование природных ресурсов, в том числе водных ресурсов, геология, переработка, новые материалы и технологии, безопасные изделия и конструкции

Вид исследованияПрикладное

ЗаявительРеспубликанское Государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Евразийский Национальный университет имени Л.Н. Гумилева"

Научный руководительДаулетбекова Алма Кабдиновна

Балл ГНТЭ27.67

Общая одобренная сумма21140000


Ожидаемые результаты

В результате выполнения поставленных задач методами темплэйтного синтеза и высокотемпературных термообработок будет изготовлена партия экспериментальных образцов на основе трековых тэмплэйтов а- SiO2/Si (n или p типа), содержащих наноразмерные кристаллиты прямозонных полупроводников A2B6 (ZnSe, ZnO, CdSe, CdTe), а также Cd, Se, Te, с базой данных об их люминесцентных, структурных, электрофизических свойствах. Данные по компьютерному моделированию электронных и адсорбционных свойств. На основании анализов результатов исследований предполагается выявить основные перспективы использования для сенсорных, нано- и оптоэлектронных устройств разработанных принципиально новых наноматериалов. Результаты научных исследование проведенных в рамках Проекта будут опубликованы в журналах – 2 статьи в рецензируемом научном издании индексируемое в базе данных Web of Science и 2 статьи в рецензируемом научном издании, индексируемом в базе данных Scopus Издана монография «Трековые технологии» Будет подана заявка на патент


Скачать отчет за 2018 год (Русская версия)

Реферат (Абстракт) - 2018 год

Объект исследования, разработки или проектирования

трековые темплэйты a-SiO2/Si с осажденными полупроводниковыми материалами, ZnO, ZnSe, Cd, Te, Se, CdSe, CdTe.

Цель работы

заключалась в темплэйтном синтезе и исследовании нанокристаллов и нанокластеров ZnO, ZnSe, Cd, Te, Se, CdSe, CdTe.

Методы исследования

рентгеноструктурный анализ, сканирующая электронная микроскопия, вольтамперные характеристики, фотолюминесценция.

Полученные результаты и новизна

Впервые методом теплэйтного синтеза ЭХО сформированы нанокристаллы ZnO в структурах сфалерита и каменной соли. Структура вюрцит формируется на поверхности темплэйта. Это привело к предположению о влиянии кристаллической структуры кремния на формирование кубических фаз ZnO; Показано, что проводимость ZnO в структуре сфалерит является n-типа. Установлено, что вакансии цинка является доминирующим собственным дефектов в нанокристаллах ZnO; При темплэйтном синтезе преципитаты ZnSe в нанопорах создаются в аморфной фазе. Термообработка на воздухе при 300°С в течение часа приводит к переходу аморфной фазы в кристаллическую; ЭХО кадмия, теллура и селена, формирует нанокластеры в трековом темплэйте; ЭХО CdSe формирует нанокластеры в темплэйтах; ЭХО CdTe приводит к формированию нанокристаллов CdTe гексагональной фазы;Проведены расчеты из первых принципов и получены энергетические и электронные свойства чистого и с примесью водорода ZnO.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

новые наноматериалы

Область применения

для сенсорных устройств, систем опто- и наноэлектроники.

Скачать отчет за 2019 год (Русская версия)

Реферат (Абстракт) - 2019 год

Объект исследования, разработки или проектирования

являются трековые темплэйты a-SiO2/Si с осажденными полупроводниковыми нанокристаллами ZnO, ZnSe2O5, ZnSe, CdTe, CdSe.

Цель работы

на данном этапе заключалась в синтезе нанокристаллов базирующихся на ZnSe, ZnO, CdTe, CdSe в трековом темплэйте а-SiO2/Si (Si n- или p- типа) и исследовании свойств.

Методы исследования

сканирующая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, вольтамперные характеристики, фотолюминесценция.

Полученные результаты и новизна

1Впервые методом темплэйтного синтеза получены нанокристаллы диселенидацинка ZnSeO5 с орторомбической кристалической структурой пространственная группа–Pbcn60 2С помощью программы CRYSTAL быларассчитана зонная структура ZnSe2O5 Зонная структура кристалла имеет запрещеннуюзону2.8эВ что близко к другому расчетному значению равному3.04эВ Кристалл является прямозонным снаименьшим значением запрещенной зоны в Гточке 3Измерена ВАХ нанокристалов ZnSe2O5 Показано что проводимость нанокристаллов ZnO в структуре цинковойобманки n-типа 4Спектры фотолюминесценции нанокристаллов оксидацинка с кристаллической структурой цинковой обманкиZB совпадают со спектрами ФЛ нанокристалов оксида цинка в структуревюрцита ZW но соотношения меняются. Сравнение интенсивностей полос показало что доминирующими недостатками врезультирующей структуреZnOZB являются кислородныевакансии 5ЭХО селенидакадмия приводит к заполнению нанопорнанокластерами 6ЭХО теллуридакадмия приводит к формированию нанокристаллов CdTe гексагональной фазы 7Химическое осаждение телурида кадмия приводит к заполнениюнанопор 8 Измерена ВАХдля нанкристалов телуридакадмия полученного из сульфатного и хлоридногорастворов. Проводимость n-типа 9Найдена равновесная концентрация свободныхэлектронов в объеме кристаллаCdTe полученного из разных растворов Полученное значение концентрации носителей заряда длясульфатного и хлоридного растворов составил n0=1.785∙1018cм3 n0=2.213∙1018cм3 10Подана заявка на патент, издана монография Трековые технологии

Основные конструктивные и технико экономические показатели

новые наноматериалы.

Область применения

для сенсорных устройств, систем опто- и наноэлектроники

Скачать отчет за 2020 год (Русская версия) Скачать отчет за 2020 год (Английская версия)

Реферат (Абстракт) - 2020 год

Объект исследования, разработки или проектирования

являются трековые темплэйты a-SiO2/Si с осажденными полупроводниковыми нанокристаллами.

Цель работы

Цель работы на данном этапе заключалась в синтезе нанокристаллов базирующихся на ZnSe, CdTe, CdSe в трековом темплэйте а-SiO2/Si и исследовании свойств.

Методы исследования

сканирующая электрон-ная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, измерение ВАХ, фотолюминесценция.

Полученные результаты и новизна

1)Для двух типов электролитов ЭХО, получены CdTe(NCs)/SiO2/Si-n с WS монофазой. ХО в сульфатном растворе получены CdO(NCs)/SiO2/Si-n c ZBS. Сравнение результатов осаждения позволяет предположить влияние электрического поля на структуру нанокристаллов. ЭХО и ХО на р-типа кремниевой подложки неприводит к осаждению в нанопоры. 2)Впервые получена монофазная WZ структура CdO при достаточно низкой температуре 343K, простым ХО в трековый темплэйт. 3)Исследование ВАХ CdO(NCs)/SiO2/Si позволило оценить количество межзёрен-ных границ ⁓1522 и высоту межзёренного барьера в 1.05эВ, проводимость -n-типа. 4)Установлено, что при ЭХО формируются нанокристаллы оксидного соединенияна основе ZnSe, диселенат цинка ZnSe2O5(NCs)/SiO2/Si. Исследования показали, что он полупроводник n-типа. При ХО получено снижение включения кислорода в структуру нанокритсаллов и образуется диселенит цинка - ZnSeO3(NCs)/SiO2/Si, Si – n и p-типа. Повышение температуры раствора ХО, приводит к полному вытеснению кислорода из структуры нанокристаллов и формируется ZnSe(NCs)/SiO2/Si, Si -n и p-типа на поверхности темплэйта. 5)С помощью программы CRYSTAL рассчитана зонная структура плотность электронных состояний CdTe. Кристалл является прямозонным с наименьшим значением запрещенной зоны в Г-точке. 6)Получен патент РК №3418 от 21.08.2020 «Способ получения нанокристаллов ZnO в двух кристаллических структурах методом электрохимического осаждения в трековые темплэйты a-SiO2/Si-n». Опубликованы три статьи в журналах Q1, Q2.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

новые наноматериалы.

Степень внедрения

внедрено.

Область применения

для сенсорных устройств, систем опто- и нано-электроники.