Разработка туннельно-резонансного метода идентификации и количественной оценки содержания наноструктурных объектов в продуктах плазмохимического синтеза
Диссертация
Исследование свойств, которые непосредственно связаны со структурой нанообъектов, позволило выделить в общую группу углеродные НО, подчиняющиеся законам квантовой физики, т. е. обладающие дискретным энергетическим спектром и эффектом размерного квантования в гетероструктурах. Это позволяет использовать для их идентификации энергетический спектр, формирующийся при туннельно-резонансном прохождении… Читать ещё >
Содержание
- Условные бозначения
- 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОЛИЧЕСКТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ НАНОСТРУКТУРНЫХ ОБЪЕКТОВ В ДИСПЕРСНЫХ СРЕДАХ
- 1. 1. Методы идентификации и определения концентрации нанообъектов
- 1. 1. 1. Электронная микроскопия
- 1. 1. 2. Спектроскопические методы исследования веществ
- 1. 1. 3. Другие методы
- 1. 1. 4. Туннельная и атомносиловая микроскопия
- 1. 2. Технологические процессы синтеза нанообъектов
- 1. 2. 1. Применение лазерного излучения для синтеза наноструктур
- 1. 2. 2. Пиролитический синтез углеродных наноматериалов
- 1. 2. 3. Метод дугового испарения
- 1. 2. 4. Плазмохимический метод синтеза нанообъектов
- 1. 2. 5. Синтез нанообъектов в пламени
- 1. 2. 6. Метод конденсации углеродного пара в отсутствие электрического поля
- 1. 2. 7. Электрохимический синтез фуллеренов
- 1. 3. Физика гетероструктур, размерное квантование и кванторазмерные структры
- 1. 3. 1. Твердотельные гетероструктуры. Полупроводниковый гетеропереход
- 1. 3. 2. Размерное квантование и квантово-размерные структуры
- 1. 1. Методы идентификации и определения концентрации нанообъектов
- 1. 4. Постановка задачи
- 2. 1. Модель резонансного туннелирования через двухбарьерные квантовые структуры
- 2. 1. 1. Двухбарьерные структуры
- 2. 1. 2. Туннельно-резонансная структура
- 2. 1. 3. Физика процесса
- 2. 2. Описание зависимости туннельного тока от строения потенциальной ямы
- 2. 2. 1. Коэффициенты отражения и прохождения
- 2. 2. 2. Описание зависимости туннельного тока от строения потенциальной ямы
- 3. 1. Плазменный метод получения нанообъектов
- 3. 1. 1. Термо-гравиметрические исследования наноматериала дериватограф) для получения тест-объекта
- 3. 2. Методика изготовления измерительной ячейки
- 3. 2. 1. Технология изготовления измерительной ячейки
- 3. 2. 2. Контроль параметров при изготовлении измерительной ячейки
- 3. 2. 3. Контроль толщины нанесенной пленки
- 3. 2. 4. Создание контакта
- 3. 2. 5. Изоляция
- 3. 3. Схема подключения измерительной ячейки
- 3. 4. Блок-схема предложенного метода
- 4. 1. Экспериментальная проверка работоспособности разработанного метода
- 4. 2. Микропроцессорная система идентификации и оценки концентрации, НО в продуктах плазмохимического синтеза
- 4. 3. Применение разработанной ТРГ для управления областью реакции в методе плазмохимического синтеза НО
- 4. 3. 1. Метод и устройство плазмохимического синтеза НО
- 4. 3. 2. Результаты экспериментов
Список литературы
- Суздалев, И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов/ И. П. Суздалев.- М.: КомКнига, 2006.-592 с.
- Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства / А. И. Гусев. Екатеринбург, 1998.- 200 с.
- Головин, Ю. К. Введение в нанотехнологию / Ю. К. Головин. М.: Машиностроение-1, 2003. — 112 с.
- Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы / А. И. Гусев, А. А. Ремпель. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. — 224 с.
- Димиховский, В.Я. Физика квантовых низкоразмерных структур / В. Я. Димиховский, Г. А. Вугальтер. М.: Логос, 2000.- 248 с.
- Харрис, П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века / П. Харрис. М.: Техносфера, 2003. — 336 с.
- Озерин, А. Н. Наноструктуры в полимерах: получение, структура, свойства / А. Н. Озерин // Проблемы и достижения физико-химической и инженерной науки в области наноматериалов: тр. 7-й сессии / под ред. В. А. Махлина. М., 2002. — Т. 1. — С. 186−204.
- Раков, Э. Г. Нанотрубки и фуллерены / Э. Г. Раков. М.: Университетская книга, Логос, 2006. — 376 с.
- Бертен, Ф. Основы квантовой электроники / Ф. Бертен- пер. с франц. -М., Мир, 1971.
- Образцов Д. В, Шелохвостов В. П. Определение разрешающей способности и увеличения электронного микроскопа с помощью тестовых объектов. // Составляющие научно-технического прогресса. 23−24 апреля 2007 г. ТГТУ
- Штанский, Д В. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения в нанотехнологических исследованиях / Д. В. Штанский // Российский химический журнал. 2002. — Т. 46, N 5. — С. 81- 89.
- Studies of aqueous colloidal solutions of fullerene Сбо by electron microscopy / G. V. Andrievsky, V. K. Klochkov, E. L. Karyakina, N. O. Mchedlov-Petrossyan // Chem. Phys. Lett. 1999. — Vol. 300. — P. 392−396.
- Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля: учеб. пособие / Д. Брандон, У. Каплан. М.: Техносфера, 2004. -384 с.
- Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of Сбо fullerene with help of FTIR reflectance and IJV-Vis spectroscopy / G. V. Andrievsky et al. // Chemical Physics Letters. 2002. — Vol. 364, N 1−2. — P. 8−17.
- Вилков, JI. В. Физические методы исследования в химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия / Л. В. Вилков, Ю. А. Пентин. М.: Высш. шк., 1987. — 366 с.
- Raman and photoluminescence investigations of nanograined diamond films / E. D. Obraztsova, K. G. Korotushenko, V. G. Pimenov et al. // Nanostructured Materials. 1995. — Vol. 6, N 5−8. — P. 827−830.
- Малышев, В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию: учеб. пособие для физ. спец. вузов / В. И. Малышев. М.: Наука, 1979 .- 478 с.
- Зайдель, А.Н. Техника и практика спектроскопии / А. Н. Зайдель, Г. В. Островская, Ю. И. Островский // 2-е изд.- М.: Наука, 1976.
- Тарасов, К.И. Спектральные приборы // М., «Машиностроение», 1968.
- Оптические свойства наноструктур: учеб. пособие для вузов / Л. Е. Воробьев и др.- под общ. ред. В. И. Ильина, А. Я. Шика. СПб.: Наука, 2001, — 187 с.
- Nanotubes as nanoprobes in scanning probe microscopy / H. Dai, J. H. Hafner, A. G. Rinzler et al. // Nature. 1996. — Vol. 384, N. 14. — P. 147−150.
- Елецкий, A.B. Фуллерены. / A.B. Елецкий, B.M. Смирнов // УФН. — 1993 —№ 2 —с. 33−58
- Мекалова H.B. Методы количественного определения фуллеренов С60 и С70 в инфракрасной, ультрафиолетовой и видимой областях спектра. / Н. В. Мекалова // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. — Уфа: УГНТУ, 1998 — № 1 — с. 109−129.
- Керл, Р.Ф. Фуллерены. / Р. Ф. Керл, Р. Э. Смоли // В мире науки. — 1991. — № 12. — с. 14−24.
- Чурилов, Г. Н. Получение фуллеренов и нанотруб в угольной плазменной струе килогерцевого диапазона частот / Г. Н. Чурилов, А. Я. Корец, Я. Н. Титаренко // Журнал технической физики. — 1996. — Т.66, № 1. — С. 191 194.
- Вульфсон, Н.С. Масс-спектрометрия органических соединений/ Н. С. Вульфсон, В. Г. Заикин, А. И. Микая. — Химия. — М., 1986. — 312 с.
- Atomic structure of carbon nanotubes from scanning tunneling microscopy / L. C. Venema et al. // Phys. Rev. B. 2000. — Vol. 61, N. 4. — P. 2991−2996.
- Образование фуллеренов в дуговом разряде / Д. В. Афанасьев и др. // Журнал технической физики, 1994. — Т.64, вып. 10 — с. 76−90.
- Куликов, Д.В. Физическая природа разрушений / Д. В. Куликов, Н. В. Мекалова,
- М.М. Закирничная Под общей редакцией проф. И. Р. Кузеева. — Уфа, 1999
- Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров / под ред. И. В. Яминского. М.: Науч. Мир, 1997. — 87 с.
- Быков В.А., Лазарев М. И., Саунин С. А. Зондовая микроскопия для биологии и медицины //Сенсорные системы. 1998. Т. 12. № 1.С. 101−124.
- Быков В.А., Гологанов А. Н., Салахов Н. Э., Шабратов Д. В. Способ формирования кантилевера сканирующего зондового микроскопа // ЗАО
- НТ-МДТ", ЗАО «СИЛИКОН-МДТ». Российская Федерация. Патент на изобретение № 2 121 657, приоритет от 08.05.07
- Бухарев, А.А., Нургазизов Н. И., Можапова А. А., Овчинников Д. В. Изучение с помощью атомно-силового микроскопа in situ кинетики жидкостного химического травления субмикронных пленок диоксида кремния // Микроэлектроника 1999. Т. 28. С. 385−394.
- Binnig G., Gerber Ch., Stoll E., Albrecht T.R., Quate C.F. Atomic resolution with atomic force microscope//Surface, 189/190, 1−6, 1987.
- Leveque G., Girard P., Belaidi S., Sola! G. Cohen. Effects of air damping in noncontact resonant force microscopy// Rev. Sci. Instrura. 68 (11), November 1997.
- Kong L.C., Orr B.C., Wise K.D., Orme C" Sudijono J. A Silicon Micromachined Sensor for Force Microscopy // Book of Abstracts of the Fifth International Conference on Scanning Tunneling Microscopy / Spectroscopy
- SPM-90) and the First International Conference on Nanometer Scale Scienceand Technology (NANO-l). Baltimore, Marylamd USA. July 23−27, 1990. P. 227.
- Magonov S.N., Whangbo M.-H. Surface Analysis with STM and AFM // VCH, Weinheim -New York Basel — Cambridge — Tokyo, 1996. P. 35−37.
- Новакова, A.A., Киселева Т. Ю., Тарасов Б. П., Мурадян В. Е. Исследование микроструктуры углеродного наноматериала, полученного на железо-никелевом катализаторе. Поверхность. 2004, № 3, стр.70−73.
- Образцов, Д.В. Исследование влияния температуры на выход синтезируемых углеродных наноматериалов / Д. В. Образцов, В. П. Шелохвостов // Новые материалы и химические технологии: Заочная электронная конференция 15−20 марта 2007 г.
- Раков, Э. Г. Методы получения углеродных нанотрубок / Э. Г. Раков // Успехи химии.- 2000.- Т. 69, N 1.- С. 41−59.
- Раков, Э. Г. Методы непрерывного производства углеродных нановолокон и нанотрубок / Э. Г. Раков // Химическая технология.- 2003.- N 10.- С. 2−7.
- Н.И. Алексеев, Г. А. Дюжев Кинетика углеродных кластеров в дуговом разряде от атомов к фуллеренам // Журнал технической физики.- вып. 5.-Т72.-2002.-С. 121−129.
- Алферов, Ж.И., Асеев А. Л., Гапонов С. В., Копьев П.С, Панов В. И., Полторацкий Э. А., Сибельдин H.H., Сурис P.A. Наноматериалы и нанотехнологий // Микросистемная техника. 2003. № 8. С. 3−13.
- Пестов, Э.Г. Квантовая электроника / Э. Г. Пестов, Г. М. Лапшин // М., Воениздат, 1972.
- Федоров, A.B. Физика и технология гетероструктур, оптика квантовых наноструктур. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО., 2009. — 195 с.
- Физикохимия ультрадисперсных сред / под ред. И. В. Танаева.- М.: Наука, 1987. 256 с.
- Бучаченко, А. Л. Нанохимия прямой путь к высоким технологиям / А. Л. Бучаченко // Успехи химии. — 2003. — Т. 72, N 5. — С. 419- 437.
- Астахов, М. В. Физико-химические свойства индивидуальных частиц и их ансамблей / М. В. Астахов // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2002. — N 2. — С. 15−20.
- Minot, E. D. Tuning the band structure of carbon nanotubes: A dissertation. for the degree of doctor of philosophy / E. D. Minot. Cornell University, 2004. — 118 p.
- Морохов, И. Д. Физические явления в ультрадисперсных средах / И. Д. Морохов, J1. К. Трусов, В. К. Лаповок. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 224 с.
- Валиев, Р. 3. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией / Р. 3. Валиев, Н. В. Александров. М.: Логос, 2000. — 272 с.
- Глезер, А. М. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы / А. М. Глезер // Российский химический журнал.- 2002. Т. 46, N 5. — С. 50−56.
- Андриевский, Р. А. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. II. Механические и физические свойства / Р. А. Андриевский, А. М. Глезер // Физика металлов и металловедение. 2000.- Т.89, N 1.- С. 91−112.
- Пул, Ч. Нанотехнологии: учеб. пособие для вузов / Ч. Пул, Ф. Оуэне. -2-е изд., доп. М.: Техносфера, 2005. — 336 с.
- Collins, P. G. Nanotubes for electronics / P. G. Collins, Ph. Avouris // Scientific American. 2000. — December. — P. 62−69.
- Гусев, А.И. Нанокристаллические материалы / А. И. Гусев, А. А. Ремпель. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. — 224 с.
- Демиховский, В.Я. Физика квантовых низкоразмерных структур / В. Я. Демиховский, Г. А. Вугальтер. М.: Логос, 2000. — 248 с.
- Физика низкоразмерных систем / А. Я. Шик и др.- под ред. А. Я. Шика. СПб.: Наука, 2001.- 160 с.
- Теленков, М.П. Резонансно-туннельный транспорт в сверхрешетках со слабой туннельной связью в сильных электрическом и магнитном полях:дис.канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Теленков Максим Павлович — М., 2006. — 147с.
- Тимофеев, A.B. Резонансные явления в колебаниях плазмы / A.B. Тимофеев. — М.: Физматлит, 2000. — 224 с. — ISBN 5−9221−0059−9.
- Физика низкоразмерных систем / А. Я. Шик и др. — СПб.: Наука, 2001. 160 с. — ISBN 5−02−24 966−1
- Елесин, В.Ф. Резонансное туннелирование электронов, взаимодействующих с фононами / В. Ф. Елесин // ЖЭТФ. — 2003. — Т. 123, вып. 5. —с. 1096−1105.
- Образцов Д.В., Саламех X. X. Исследование на дериватографе процесса отжига углеродного наноматериала/ Новые технологии, инновации, изобретения 15−20 мая 2007 г. Заочная электронная конференция.
- Чучева Г. В. Электронно-ионное взаимодействие и туннельный эффект в кремниевых структурах металл-окисел-полупроводник: автореф. дис.док. физ.-мат. наук: 01.04.10 / Чучеева Галина Викторовна. — М., 2009. — 44 с.
- Ю П. Основы физики полупроводников / П. Ю, М. Кардона Пер. с англ. И. И. Решиной. Под ред. Б. П. Захарчени. — 3-е изд. — М.: ФИЗМАТИЛ, 2002. — 560 с. — ISBN 5−9221−0268−0
- Черняев, В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров / В. Н. Черняев. Учебник для ВУЗов М- Радио и связь. — 2007. — 464 с: ил.
- Боцула, О. В., Прохоров, Э. Д. Совместная работа 2-х уровневого РТД и диода Ганна // Радиофизика и электроника. Харьков: Ин-т радиофизики и электрон. HAH Украины. — 2003. — 8, № 1. — С. 152−157.
- Боцула, О.В., Прохоров Э. Д., Безмаль И. П. Резонансно-туннельные диоды на основе нитридов AlN/AlxGaixN, GaN/InxGaixN // Радиофизика и электроника. Харьков: Ин-т радиофизики и электрон. HAH Украины. -2008.- 13, № 3.-С. 518−522.
- Рейкурс П. А. Методическое пособие по лабораторной работе «Электропроводность тонких диэлектрических пленок» / П. А. Рейкурс // Петрозаводск. 1984 г.
- Пат. Российская Федерация, Способ идентификации и контроля концентрации нанообъектов в дисперсных средах / Баршутин С. Н., Платенкин A.B., Ушаков A.B. и др., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «ТГТУ». № 2 009 146 363. положительное решение от 19.07.2010.
- Методы контроля и обнаружения нанообъектов, в процессе синтеза / / С. В Головлев, С. Н. Баршутин, A.B. Платенкин и др. // Магистратура ТГТУ. Сборник научных статей / Тамбов: Пролетарский светоч. — 2010. — вып. 18. — с. 202 — 207.
- Платенкин, A.B., Баршутин С. Н. Метод контроля нанообъектов в электродисперсных материалах // Энергетика и энергоэффективные технологии: сб. науч. ст. 4-й Междунар. науч.-практ. конф. 28 30 октября 2010 г.-Липецк, 2010 г.