Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
9 results
Search Results
Item Features of the Electronic Structure of TiC and VN Phases of the Mechanically Alloyed Equimolar TiC-VN Blend(Sumy State University, 2025) Belyavina, N.M.; Kuryliuk, A.M.; Zavodyannyi, V.V.; Semenko, M.P.Вивчено електронну структуру карбіду TiC та нітриду VN, які під дією ударного навантаження поетапно зазнають структурні перетворення в процесі механохімічної обробки еквімолярної суміші TiCVN в високоенергетичному планетарному млині. Базуючись на експериментальних результатах дослідження кінетики фазових перетворень, запропоновано та розглянуто три основні структурні моделі, що характеризують перебіг цього процесу, а саме, фази Ti4C4 та V4N4 (TiC та VN) у вихідному стані; фази Ti3C4 та V3N4, які існують при накопиченні максимальної долі структурних вакансій на другому етапі механохімічної обробки; тверді розчини Ti3VC4 та V3TiN4, сформовані у фінальних продуктах синтезу. За результатами теоретичних розрахунків, виконаних методом лінеаризованих мафін-тін орбіталей у наближенні плоских хвиль (LMTO PLW), для кожної із запропонованих моделей проведено розрахунки профілів густини електронних станів DOS та визначені основні параметри електронної структури фаз. Показано, що поблизу рівня Фермі загальна DOS для TiC та VN в основному складається з гібридизованих 3d станів металів (Ti або V) та 2p станів неметалів (C або N), яка призводить до формування в сполуках ковалентних зв’язків. Профілі густини електронних станів DOS фаз TiC та VN, що містять велику кількість структурних вакансій, істотне розмити (як валентної зони, так і зони провідності) та містять додаткові піки поблизу рівня Фермі, що в сукупності свідчить про високий ступінь структурної нестабільності, яка створює передмови для подальшого формування твердих розчинів. Профілі густини електронних станів DOS сформованих твердих розчинів (Ti, V)C та (V, Ti)N із деякими нюансами подібні до DOS вихідних сполук, що їх породжують. Спираючись на результати проведених теоретичних розрахунків параметрів електронної структури та на дані інших авторів, показано, що легування ванадієм карбіду TiC в цілому покращує його механічні характеристики, а ступінь впливу механохімічної обробки на нітрид ванадію VN в складі суміші TiC-VN дещо вища за вплив на карбід титану.Item Electrochemical Synthesis of Zinc Oxide in the Presence of Surfactant FK 06213(Sumy State University, 2024) Smitiukh, O.V.; Marchuk, О.V.; Yanchuk, О.М.; Khmaruk, Ju.O.; Myronchuk, G.L.; Velymchanitsa, I.I.; Vyshnevskyi, O.A.У цьому дослідженні досліджено електрохімічний синтез наночастинок оксиду цинку (ZnO) з використанням поверхнево-активної речовини FK 06213. Ця речовина є неіонною поверхнево-активною речовиною з групи алкоголь етоксилатів. FK 06213 – жовта рідина з характерним запахом, зі значенням pH при 20 °C 7. Густина при 20 °С становить 0,95 г/см ³. Клас в'язкості або консистенції кінематичний при 40 °С: 60 мм²/с. Синтез проводився за допомогою гальваностатичного електролізу, де змінним параметром є концентрація поверхнево-активної речовини. Інші параметри електролізу, такі як температура, тривалість і густина струму були однаковими у всіх експериментах, змінювали лише концентрацію електроліту Всього було проведено 10 експериментів. Наявність FK 06213 справило значний вплив на морфологію і розподіл розмірів частинок ZnO. Електрохімічний аналіз підтвердив окиснення цинку на аноді та виділення водню на катоді, що призвело до осадження ZnO. Всі отримані порошки вивчалися за допомогою фазового та структурного Х-променевого аналізу. Наявність інших компонентів не було встановлено. За результатами Х-променевого аналізу кристалічна структура отриманих зразків належить до гексагональної системи (просторова група P63mc), в якій атоми цинку мають тетраедричне оточення з атомів оксигену. Середня товщина частинок варіюється від 22,4 до 32,4 нм. Для концентрацій 0,2 і 0,5 г/л значення товщини є найменшими – 22,4 і 23,2 відповідно. Середня довжина частинок є в межах 196÷444 нм, а ширина – 62÷184 нм. Незаповненість октаедричних пустот є вагомим фактором, який можна використати з метою додавання елементів з більшим атомних радіусом як легуючого компонента для покращення властивостей матеріалу. Нецентросиметричність цієї структури є важливим аргументом в прогнозуванні нелінійно-оптичних властивостей отриманого матеріалу.Item Electrochemical Synthesis of Zinc Oxide in the Presence of Surfactant TERGITOL 15-S-5(Sumy State University, 2024) Smitiukh, O.V.; Marchuk, О.V.; Yanchuk, О.М.; Kotsyubchyk, R.I.; Vyshnevskyi, O.A.У цій роботі представлено електрохімічний синтез цинк оксиду в присутності поверхнево-активної речовини TERGITOL 15-S-5. Для електроліту використовувався розчин натрій хлориду; анодом слугував цинковий брусок, а катодом – сталевий лист; TERGITOL 15-S-5 використовувався як поверхневоактивна речовина. Електролізер складається з джерела живлення B5-46, яке забезпечує постійний струм під час електролізу; вольтметра та амперметра для моніторингу сили струму та напруги; електродів, підключених до джерела живлення та занурених у 1 М розчин натрій хлориду (58,45 г/л) або розчин з такою ж концентрацією натрій хлориду та розчиненої поверхнево-активної речовини – TERGITOL 15-S-5 (від 1 до 4 г/л). Розчин електроліту, що містився в посудині, перемішувався магнітною мішалкою та термостатувався. У електрохімічному методі вміст поверхнево-активної речовини варіювався (від 1 до 4 г/л). Було проведено всього 6 експериментів. Шість осадів були ізольовані та вивчені. Використовуючи рентгено-фазовий аналіз, встановлено, що осади є чистим цинк оксидом з модифікацією вюрциту (просторова група P63mc), і додаткові фази не спостерігаються. Аналіз SEM також підтвердив, що матеріал містить лише наночастинки цинк оксиду. Кристалічна структура отриманого цинк оксиду свідчить про те, що його можна модифікувати шляхом додавання атомів з меншим атомним радіусом порівняно з атомами цинку, оскільки всі октаедричні пустоти вільні, тоді як тільки 2 з 8 тетраедричних пустот заповнені атомами цинку. Структура є нецентросиметричною, що свідчить про те, що такі матеріали можуть володіти нелінійними оптичними властивостями. Частинки цинк оксиду мають пластинчасту форму з шириною 30-600 нм і довжиною 50-2500 нм. Усі отримані осади складаються з нанорозмірних частинок товщиною в діапазоні 20-40 нм. Додавання поверхнево-активної речовини TERGITOL 15-S-5 сприяє незначному збільшенню розмірів частинок.Item Formation of Nitrogen Supersaturated (Nitrogen-Rich) MeN Nitrides at Thermobaric Sintering of PcBN Composites of cBN-{TiN, ZrN, HfN, VN, NbN}–Al Systems(Sumy State University, 2024) Bilyavina, N.M.; Turkevich, V.Z.; Kuryliuk, A.M.; Stratiichuk, D.A.; Nakonechna, O.I.З використанням методу рентгеноструктурного аналізу докладно досліджено кристалічну структуру нітридів MeN, які існують в поверхневих шарах HPHT (high pressure, high temperature) спечених (7,7 ГПа, 1600-2450 °С) PcBN композитів систем cBN-{TiN, ZrN, HfN, VN, NbN}–Al складу (об. %) cBN:MeN:Al як 60:35:5. Встановлено, що кристалічна структура кожного нітриду MeN описується в структурній моделі модифікованої структури типу NaCl, яка має для атомів азоту додаткову позицію, часткове заповнення якої веде до накопичення на поверхні зразків певного надлишку азоту, джерелом якого виступають нітриди з глибини композиту. Показано, що в умовах баротермічного впливу суттєву роль в формуванні кристалічних структур нітридів MeN відіграє процес дифузії атомів азоту по дефектам та міжвузлям їх кристалічних граток з внутрішнього об’єму композитів на їх поверхню. Використовуючи в якості опорних величин дані рентгеноструктурних розрахунків, для композитів систем cBN–{TiN, HfN, VN, NbN}–Al визначено основні параметрі цього дифузійного процесу (енергію активації дифузії та константу швидкості). Показано, що енергія активації дифузійного процесу збільшується в ряду HfN → TiN → VN → NbN та корелює з ентальпією утворення кожного з нітридів.Item Effect of HPHT Sintering on Crystal Structure of NbC and TaC Carbides in PcBN Composites of cBN-NbC-Al and cBN-TaC-Al Systems(Sumy State University, 2023) Belyavina, N.M.; Stratiichuk, D.A.; Kuryliuk, A.M.; Turkevich, V.Z.; Nakonechna, O.I.; Kogutyuk, P.P.; Stasuk, L.P.Керамо-матричні композити на основі кубічного нітриду бору зі зв'язками, що містять тугоплавкі сполуки перехідних металів та алюміній, широко використовуються для високошвидкісної (300 – 500 м/хв) та чистової металообробки загартованих легованих сталей та жароміцних сплавів. Хороші перспективи практичного застосування для цього мають PcBN композиційні матеріали BL групи отримані в системах cBN-NbC-Al та cBN-TaC-Al (склад шихти в об. % 60:35:5). Метою даної роботи було вивчення впливу умов HPHT спікання (7,7 ГПа, 1600 – 2450 °С) на кристалічну структуру карбідів NbC та TaC, які сумісно із алюмінієм формують зв’язку шихти. В результаті докладного рентгеноструктурного дослідження було показано, що притаманна цим карбідам вихідна кристалічна структура типу NaCl в умовах баротермічного впливу модифікується, набуваючи додаткову позицію для розміщення малих за розміром атомів (азоту або/та вуглецю). При HPHT спіканні взаємодія карбідів NbC та TaC з алюмінієм шихти, а також із азотом, що утворюється при частковому розпаді cBN, веде до утворення твердих розчинів. При цьому, розчинення алюмінію відбувається за типом заміщення ним ніобію або танталу (до 2,5 ат. % Al). Акумулювання азоту в структурі TaC відбувається із дозаповненням ним вакансій в підгратці вуглецю (розчиняється до 1 ат. % N), а в структурі NbC за типом занурення з розміщенням в додатковій позиції модифікованої структури типу NaCl (розчинюється до 5 ат. % N), до якої також частково переміщується вуглець зі свого основного положення. Таке накопичення дефектів веде до суттєвого збільшення параметру гратки карбіду NbC (відносне збільшення 0,28 % для NbC супротив 0,11 % для TaC). Показано, що для композитів систем cBN–NbC–Al та cBN–TaC–Al з найкращими експлуатаційними характеристиками (HPHT спікання при 7,7 ГПа та 2150 °С) склади карбідів можна описати як Nb0,96Al0,04(C,N)1,17 and Ta0,95Al0,05(C,N)1.Item Structural and Optical Properties of Ba(Zr0.3Ti0.7)O3 and Ba(Zr0.5Ti0.5)O3 Thin Films Prepared by Sol-Gel Method(Sumy State University, 2023) Dewi, R.; Luqman, T.S.; Krisman; Rini, A.S.; Yanuar, H.Тонкі плівки BaZrxT1 – xO3 (BZT) з x = 0.30 і 0,50 були виготовлені на скляній підкладці FTO за допомогою золь-гель методу з температурою відпалу 600 °C протягом однієї години. Для аналізу структурних і оптичних властивостей тонких плівок BZT застосовували методи XRD та UV-vis. Отримана кристалічна структура перовскіту з тетрагональною решіткою. Він має хороші кристали, тоді як кут дифракції 2θ збільшиться зі збільшенням вмісту Zr. Також були проаналізовані оптичні властивості тонких плівок BZT, де значення поглинання зростало зі збільшенням концентрації Zr на довжині хвилі 300-375 нм. Енергія забороненої зони збільшується зі збільшенням концентрації x, і найбільша енергія забороненої зони для складу x = 0.5 становить близько 3,54 еВ.Item The Effect of Different Concentrations of Tellurium on the Structural and Optical Properties of ZnO Nanostructured Films Deposited by Sol-Gel Method(Sumy State University, 2022) Sonawane, A.U.; Sonawane, B.K.Нелеговані та леговані Te наноструктуровані плівки ZnO були виготовлені на скляних підкладках золь-гель методом з різними атомними концентраціями Te. Проведені дослідження їх структурних, поверхневих та оптичних властивостей. Плівки полікристалічні за своєю природою і мають гексагональну структуру. Було визначено кристалічну структуру плівок ZnO1 – хTex і розраховано різні кристалічні параметри, такі як значення 2Ѳ, FWHM, розмір кристалітів, деформація гратки та густина дислокацій. При вивченні морфології поверхні плівок встановлено, що зі збільшенням концентрації легування Te в ZnO спостерігається зменшення розміру зерен. Спектри пропускання нелегованих плівок ZnO та плівок ZnO, легованих Te, високопрозорі (~ 80 %) у видимій області спектру. Середня прозорість зростала при збільшенні концентрації атомів Te. Краї пропускання були зміщені в бік менших довжин хвиль, коли атомний відсоток концентрації Te збільшувався. При збільшенні концентрації Te спостерігалося збільшення оптичної забороненої зони нанесених плівок. Фотолюмінесценція (ФЛ) показує, що всі наноплівки мають сильні піки в ультрафіолетовій області та невеликі глибокі піки випромінювання у видимій області залежно від концентрації Te. Спектри ФЛ плівок ZnO, легованих Te, демонструють велике синє зміщення від 396 до 381 нм у положенні піку УФвипромінювання. Також установлено, що зі збільшенням концентрації легування Те зростає інтенсивність смуг ФЛ у видимому діапазоні.Item Room and High-Temperature Study of Rare Earth Chalcogenides(Sumy State University, 2022) Purvee, B.; Neetu, P.; Ramakant, B.; Pankaj, K.M.; Jyoti, M.; Ranjeet, B.У дослідженні представлено аналіз фазової трансформації ScS і ScSe, включаючи температурні ефекти. Проведено теоретичне дослідження за допомогою моделі Realistic Interaction Potential Approach (RIPA). У перехідних явищах відбувається колапс об'єму. Це перетворення описано для високотемпературного діапазону 0-900 К. Результати дослідження загалом демонструють дуже гарне узгодження з наявними повідомленнями. Крім того, пружна поведінка та похідні тиску є заздалегідь обдуманими. Враховано характеристики модуля об'ємної пружності для сполук, що розглядаються, як функції температури та тиску. Інноваційні оцінки зроблені для еластичних активів сполук. Повідомляються різні модулі пружності сполук із зміною температури та тиску. Поведінка температури та тиску сполук добре узгоджується з раніше опублікованими даними. Представлене дослідження підтверджує фазове перетворення від NaCl до структури CsCl цих сполук.Item Crystal Structure of ZnxCd1-xS Nanocrystals Obtained by Self-Propagating High-Temperature Synthesis(Sumy State University, 2022) Kovalenko, А.V.; Plakhtii, Ye.G.; Khmelenko, О.V.Нанокристали ZnxCd1-xS були отримані методом саморозповсюджуваного високотемпературного синтезу. Синтез проводили в повітряному середовищі за атмосферного тиску. Нам вдалося синтезувати нанокристали, близькі до CdS (0 ≤ x < 0,2), а також близькі до ZnS (0,8 ≤ x ≤ 1), змінюючи співвідношення Zn і Cd з 0 до 1 з кроком 0,1 у реальному продукті. Їх розміри визначали за методом Шеррера і знаходилися в межах 40÷60 ± 5 нм. Нанокристали ZnxCd1-xS усіх складів характеризувались змішаною кристалічною структурою; максимальна частка кубічної фази характерна для складів, близьких до ZnS, а мінімальна – для складів, близьких до CdS. Ступені мікродеформації кристалічної решітки нанокристалів ZnxCd1-xS були в межах 1,05·104÷3,97·103; густину дислокацій визначали в межах 7,91·1010÷3,1·1011. На основі аналізу спектрів ЕПР було показано, що при зміні локального оточення іонів Mn2+ із збільшенням параметра x константа надтонкої структури ЕПР іонів Mn2+ стрибкоподібно зменшувалася від значення А = 7,00÷7,06 мТ до значення А = 6,84 мТ. Наявність лінії ЕПР іонів Cr+ у неосвітлених нанокристалах ZnS та Zn0,8Cd0,2S може побічно вказувати на провідність n-типу отриманих зразків.