1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 8, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 8, стр. 58-63

Изменение энергетики поверхностных адсорбционных центров ZnO при легировании оловом

З. В. Шомахов a, *, С. С. Налимова b, **, В. М. Кондратьев c, d, А. И. Максимов b, А. А. Рябко e, В. А. Мошников b, О. А. Молоканов a

a Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
360004 Нальчик, Россия

b Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
197022 Санкт-Петербург, Россия

c Санкт-Петербургский академический университет им. Ж.И. Алферова
194021 Санкт-Петербург, Россия

d Московский физико-технический институт
141701 Долгопрудный, Московская область, Россия

e Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
194021 Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: shozamir@yandex.ru
** E-mail: sskarpova@list.ru

Поступила в редакцию 15.12.2022
После доработки 17.02.2023
Принята к публикации 17.02.2023

Аннотация

В настоящее время актуальной задачей является разработка наноструктур тройной оксидной системы Zn–Sn–O, представляющих практический интерес для различных областей, включая газовые сенсоры и фотокатализаторы, литий-ионные аккумуляторы, солнечные элементы. Наностержни станната цинка были синтезированы при гидротермальной обработке в растворе станната калия и карбамида предварительно полученных наностержней оксида цинка. С помощью методов растровой электронной микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов установлено, что полученные образцы имеют структуру Zn2SnO4, а их геометрические размеры по сравнению с исходными наностержнями оксида цинка не изменяются. Диаметр полученных структур составляет около 300 нм, а длина порядка 2 мкм. По данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, в результате гидротермальной обработки структура поверхности изменяется, атомы олова встраиваются в кристаллическую структуру оксида цинка. Исследование газочувствительных свойств слоев Zn2SnO4 показало, что они более эффективны при детектировании паров изопропилового спирта по сравнению с исходным наностержнями оксида цинка. Слои Zn2SnO4 позволяют детектировать пары изопропилового спирта уже при температурах порядка 150°С. Сенсорный сигнал по отношению к 1000 млн–1 C3H7OH составляет 3.79.

Ключевые слова: станнат цинка, Zn2SnO4, гидротермальный синтез, наностержни, наноструктуры, газовые сенсоры, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, химический сдвиг, оксид цинка, пары изопропилового спирта.

Список литературы

  1. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа, 1982. 528 с.

  2. Сычев М.М., Минакова Т.С., Слижов Ю.Г., Шилова О.А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов. Санкт-Петербург: Химиздат, 2016. 276 с.

  3. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. Санкт-Петербург: Лань, 2017. 284 с.

  4. Arora I., Kumar P. // J. Alloys Compd. 2020. V. 845. P. 156316. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156316

  5. Deevi K., Reddy V.K., Reddy I. // Mater. Lett. 2021. V. 283. P. 128848. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128848

  6. Santhoshkumar P., Prasanna K., Jo Y.N., Kang S.H., Joe Y.C., Lee C.W. // Appl. Surf Sci. 2018. V. 449. P. 514. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.01.120

  7. Levkevich E.A., Maksimov A.I., Kirillova S.A., Nalimova S.S., Kondrat’ev V.M., Semenova A.A. // Proc. 2020 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020. St. Petersburg and Moscow, 27–30 January, 2020. P. 984. https://doi.org/10.1109/EIConRus49466.2020.9039451

  8. Jain S., Shah A.P., Shimpi N.G. // Nano-Struct. Nano-Objects. 2020. V. 21. P. 100410. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2019.100410

  9. Налимова С.С., Максимов А.И., Матюшкин Л.Б., Мошников В.А. // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 4. С. 311. https://doi.org/10.1134/S0132665119040097

  10. Das P.P., Roy A., Devi P.S. // Trans. Indian Ceram. Soc. 2016. V. 75. P. 147. https://doi.org/10.1080/0371750X.2016.1228482

  11. Hanh N.H., Van Duy L., Hung C.M., Duy N.V., Heo Y.-W., Hieu N.V., Hoa N.D. // Sensors Actuators. A. 2020. V. 302. P. 111834. https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.111834

  12. Chen C., Li G., Li J., Liu Y. // Ceram. Int. 2015. V. 41. P. 1857. https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2014.09.136

  13. Wang D., Pu X., Yu X., Bao L., Cheng Y., Xu J., Han S., Ma Q., Wang X. // J. Colloid Interface Sci. 2022. V. 608. P. 1074. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.09.167

  14. Anikina M.A., Ryabko A.A., Nalimova S.S., Maximov A.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1851. P. 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1851/1/012010

  15. Kondratev V.M., Bolshakov A.D., Nalimova S.S. // Proc. 2021 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021. St. Petersburg, 26–29 January 2021. P. 1163. https://doi.org/10.1109/ElConRus51938.2021.9396573

  16. Рябко А.А., Максимов А.И., Вербицкий В.Н., Левицкий В.С., Мошников В.А., Теруков Е.И. // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. Вып. 11. С. 1251. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.11.50098.9480

  17. Bobkov A., Varezhnikov A., Plugin I., Fedorov F.S., Goffman V., Sysoev V., Moshnikov V., Trouillet V., Geckle U., Sommer M. // Sensors. 2019. V. 19. № 19. P. 4265. https://doi.org/10.3390/s19194265

  18. Налимова С.С., Шомахов З.В., Пунегова К.Н., Рябко А.А., Максимов А.И. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2021. № 13. С. 910. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2021.13.910

  19. Налимова С.С., Шомахов З.В., Мошников В.А., Бобков А.А., Рябко А.А., Калажоков З.Х. // Журн. технической физики. 2020. Т. 90. С. 1132. http://doi.org/10.21883/JTF.2020.07.49447.276-19

  20. Рябко А.А., Бобков А.А., Налимова С.С., Максимов А.И., Левицкий В.С., Мошников В.А., Теруков Е.И. // Журн. технической физики. 2022. Т. 92. Вып. 5. С. 758. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.05.52382.314-21

  21. Nalimova S.S., Ryabko A.A., Maximov A.I., Moshnikov V.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1697. P. 012128. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/1/012128

  22. Налимова С.С., Мошников В.А., Максимов А.И., Мякин С.В., Казанцева Н.Е. // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. Вып. 8. С. 1022. https://doi.org/10.1134/S1063782613080095

  23. Nalimova S.S., Bobkov A.A., Ryabko A.A., Maximov A.I., Moshnikov V.A., Shomakhov Z.V., Kalazhokov Z.K. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1658. P. 012034. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1658/1/012034

  24. Yan S., Yu Y., Zheng W., Cao Y. // Physica E. 2019. V. 106. P. 57. https://doi.org/10.1016/j.physe.2018.10.011

  25. Yan S., He Z., Zhou G., Yu Y., Cao T. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2021. V. 130. P. 105818. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.105818

  26. Wang E., Yang W., Cao Y. // J. Phys. Chem. C. 2009. V. 113. P. 20912. https://doi.org/10.1021/jp9041793

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал