Наноструктурированные композиционные частицы и пленки с требуемыми физико-химическими свойствами

Целью предлагаемого проекта является разработка и развитие научных и технических основ для получения новых наноструктурированных композиционных частиц и пленок с требуемыми свойствами.

оптическая и электрическая диагностика, микроанализ металл- углеродных нанокомпозитов на основе электронной, туннельной и атомно-соловой микроскопии. Рентгеноструктурный анализ и Рамановская спектроскопия полученных образцов.

был произведен расчет, наладка отдельных узлов и блоков, модификация и сборка экспериментальной установки для получения наноструктурированных композиционных частиц и пленок углерода с металлами в комплексной низкотемпературной плазме. В проведенных экспериментах были определены оптимальные режимы горения магнетронного разряда (мощность разряда, давление в рабочей камере,состав плазмообразующего газа, температура среды) для получения наноструктурированных композиционных частиц и пленок углерода с металлами. Были получены опытные образцы наноструктурированных композиционных (сэндвич) пленок углерода с металлами. Полученные образцы были проанализированы с помощью электронной и оптической микроскопии, раманоской спектрокопии. Также были получены зависимости свойств нанокомпозитных пленок и частиц углерода с металлами от мощности разряда, давления газа в объеме, температуры среды.

Проект выполняется на базе ННЛОТ КазНУ им. Аль-Фараби, расположенного по адресу г. Алматы, аль-Фараби 71, в лаборатории «Пылевой плазмы и плазменных технологий», полезная площадь 75 м2. Для выполнения проекта задействованы следующие оборудования: Высокочастотный генератор МВ 05 с мощностью 2 кВт, Вакуумметр Мерадат ВИТ 16Т2, Вакуумный пластинчато-роторный насос 2НВР-5ДМ, Электромагнитный клапан КВУМ-40, Насос диффузионный НВДМ 160, Электронно-сканирующий микроскоп Quanto 3D 200i.

Полученные результаты станут основой новых инновационных технологий и могут быть применены в сфере нанотехнологии и химии в качестве катализаторов, ввиду того что металл-углеродные нанокомпозиты имеют высокую каталитическую активность.

Наноструктурированные композиционные частицы и пленки с требуемыми физико-химическими свойствами.

Разработка и развития научных и технических основ для получения новых наноструктурированных композиционных частиц и пленок с требуемыми свойствами.

Спектральная и зондовая диагностика комплексной плазмы, макроанализ металло-углеродных нанокомпозитов на основе электронной и атомно-силовой микроскопии. ВАХ, электропроводность полученных образцов.

Для определения оптимальных режимов горения комплексного газового разряда проведена зондовая диагностика на установке НаноЧиП. Получены ВАХ соответствует нормальному состоянию горения плазмы RF+DC разряда. При уменьшении тока магнетронного разряда от 240 до 60 мА температура электронов соответственно уменьшается от 4,4 до 1,4 эВ, в это время концентрация электронов увеличивается от 8.84E+15 м-3 до 1.52E+16 м-3. Результаты спектрального анализа показывают наличие линий аргона и меди. Источником меди является катод магнетрона. Выявлен что в плазме высокочастотного разряда присутствует частицы нано размера. То есть поступающий поток атомов и молекул коагулируются и превращаются в наночастицы и нанокластеры. Дальнейшее осаждения этих частиц на подложу в виде наночастиц или как наноструктурированная пленка зависит от параметров высокочастотного разряда, в частности от давления газа. Были получены наноструктурированные композитные пленки углерода с медью в плазме магнетронного разряда. Для исследования электрических свойств полученных образцов сняты ВАХ пленки. Также, получены композитные наночастицы которые синтезируется вместе с пленкой того же материала. Новизна проекта: были исследованы синтез нанострутурированных композиционных частиц металл-углерод с требуемыми физико-химическими свойствами в среде комплексной плазмы комбинированного высокочастотного и магнетронного разряда.

Повысить качество синтеза наноструктурированных композитных частиц и пленок с помощью тлеющего и магнетронного разряда обеспечивается путем определение оптимальных параметров системы распыления и за счет улучшения качественных показателей оборудования. Прежде всего, разработкой оригинальной конструкции узлов распылительной системы.

Нанотехнологии и наноматериалы, биомедицина, энергетика, электроника, оптические приборы, создание новых конструкционных материалов и различных датчиков.

Наноструктурированные композиционные частицы и пленки с требуемыми физико-химическими свойствами.

Разработка и развитие научных и технических основ для получения новых наноструктурированных композиционных частиц и пленок с требуемыми свойствами.

Спектральная и зондовая диагностика плазмы, микроанализ металл-углеродных нанокомпозитов на основе электронной, туннельной и атомно-соловой микроскопии. Рентгеноструктурный анализ и Рамановская спектроскопия полученных образцов. Нанотвердость образцов.

Краткое описание конечного результата: была произведена модификация и сборка установки «НаноЧиП» для получения наноструктурированных композиционных частиц и пленок углерода с металлами в комплексной плазме. Для определения оптимальных режимов горения плазмы при росте композиционных частиц и пленок проведена зондовая и спектральная диагностика. Были синтезированы композитные наночастицы со средним размером 80 нм, состоящих из меди и углерода. Результаты экспериментов с двойным электродом магнетрона показали, что таким образом можно получить наноструктурированные композитные пленки с толщиной 40-60 нм. Образцы были проанализированы с помощью электронной и оптической микроскопии, рамановской спектроскопии. Электрические свойства полученных образцов были исследованы по вольтамперной характеристике. А также измерены нанотвердость полученных образцов. Новизна проекта: были исследованы синтез и свойства нанострутурированных композиционных частиц и пленок металла с углеродом с требуемыми физико-химическими свойствами в среде комплексной плазмы.

Повысить качество синтеза наноструктурированных композитных частиц и пленок с помощью тлеющего и магнетронного разряда обеспечивается путем определение оптимальных параметров системы распыления и за счет улучшения качественных показателей оборудования. Прежде всего, разработкой оригинальной конструкции узлов распылительной системы.

Нанотехнологии и наноматериалы, биомедицина, энергетика, электроника, оптические приборы, создание новых конструкционных материалов и различных датчиков.