Механізми формування та структурно-морфологічні характеристики наносистем Сu, Сr, Ni, Zn i ZnO

Abstract

Дисертаційна робота присвячена встановленню механізмів і закономірностей формування наносистем Cu, Cr, Ni, Zn за умов близькорівноважної конденсації на основі CVD- (для наносистем Cu) або PVD- технологій (для наносистем Cr, Ni, Zn), а також використання як шаблонів наномембран АОА (для наносистем Zn і Ni). Досліджені: процеси зародкоутворення та механізми подальшого формування відтворюваних наносистем Cr за умов близькорівноважної та стаціонарної конденсації в системі плазма-конденсат; взаємозв'язок між структурно-морфологічними характеристиками пористих наносистем ZnO і їх сенсорними властивостями по відношенню до водню, пропан-бутанової суміші, а також етанолу та ацетону; механізми структуроутворення конденсатів Сu поблизу термодинамічної рівноваги при використанні CVD-технології. Запропоновано принципово новий технологічний підхід до процесу отримання упорядкованих наносистем Ni та Zn за допомогою наномембран Al2O3. При цьому вперше керування процесом конденсації всередині пор було реалізовано за допомогою використання розробленого пристрою на основі магнетронного розпилювача. Установлений взаємозв'язок між технологічними параметрами отримання наносистем Cu, Cr, Ni, Zn, ZnO і фізичними процесами їх структуроутворення.

Диссертация посвящена установлению механизмов и закономерностей формирования наносистем Cu, Cr, Ni, Zn в условиях околоравновесной конденсации на основе CVD- (для наносистем Cu) или PVD- технологий (для наносистем Cr, Ni, Zn), а также использования в качестве шаблонов наномембран АОА (для наносистем Zn и Ni). Исследованы: процессы зародышеобразования и механизмы дальнейшего формирования воспроизводимых наносистем Cr в условиях околоравновесной и стационарной конденсации в системе плазма-конденсат; взаимосвязь между структурно-морфологическим характеристикам пористых наносистем ZnO и их сенсорными свойствами по отношению к водороду, пропан-бутановой смеси, а также этанола и ацетона; механизмы структурообразования конденсатов Сu вблизи термодинамического равновесия при использовании CVD-технологии. Предложено принципиально новый технологический подход к процессу получения упорядоченных наносистем Ni и Zn с помощью наномембран Al2O3. При этом впервые управление процессом конденсации внутри пор было реализовано посредством использования разработанного устройства на основе магнетронного распылителя. Установлена взаимосвязь между технологическими параметрами получения наносистем Cu, Cr, Ni, Zn, ZnO и физическими процессами их структурообразования.

The thesis is devoted to the establishment of mechanisms and regularities of the formation of Cu, Cr, Ni, Zn nanosystems under conditions of near-equilibrium condensation on the basis of CVD- (for Cu nanosystems) or PVD-technologies (for Cr, Ni, Zn nanosystems), as well as use as templates of nanosized AOA (for nanosystems Zn and Ni). Investigations: the processes of nucleation and the mechanisms of the further formation of Cr-nanosystems reproduced under conditions of near equilibrium and stationary condensation in the plasma-condensate system; the relationship between the structural and morphological characteristics of porous ZnO nanosystems and their sensory properties in relation to hydrogen, propane-butane mixture, ethanol and acetone; mechanisms of structuring Cu condensates near thermodynamic equilibrium using CVD technology. A fundamentally new technological approach to the process of obtaining ordered Ni and Zn nanosystems with the aid of Al2O3 nanomembranes is proposed. At the same time, for the first time, the control of the process of condensation inside the pores was realized using the developed device based on the magnetron spray. The interconnection between the technological parameters of the production of Cu, Cr, Ni, Zn, ZnO nanosystems and the physical processes of their structuring is established.