1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 19, № 3, 2024

Российские нанотехнологии, 2024, T. 19, № 3, стр. 301-309

СУБГЛОБУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА НАНОСФЕР ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ, ВЫРАЩЕННЫХ НА ОСНОВЕ АМОРФНОГО КРЕМНЕЗЕМА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МОЛЯРНЫХ СООТНОШЕНИЯХ ВОДА/TЭOС В ИСХОДНЫХ СМЕСЯХ

И. И. Юрасова 1, *, Н. И. Юрасов 1, А. А. Велигжанин 2, Г. С. Петерс 2, Д. Р. Стрельцов 2, Н. К. Галкин 1, А. Н. Захаров 1

1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Москва, Россия

2 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Москва, Россия

* E-mail: yurasovaii@bmstu.ru

Поступила в редакцию 21.02.2024
После доработки 20.04.2024
Принята к публикации 20.04.2024

Аннотация

Исследованы фотонные кристаллы, полученные модифицированным методом Штобера с естественной седиментацией наносфер. Поверхность наносфер кремнезема исследована с помощью атомно-силовой микроскопии. Все образцы имеют структуру поверхности в форме цветной капусты. Структура фотонных кристаллов изучена методом малоуглового рассеяния синхротронного излучения (МУРСИ). На кривых МУРСИ наблюдаются две или три области интенсивности рассеяния. Предложены три оригинальные методики анализа полученных данных. Обнаружена периодичность в зависимости логарифма интенсивности от вектора рассеяния при наименьших волновых числах, связанная с рассеянием на наносферах. Обнаружено влияние молярного соотношения вода/ТЭОС на размеры и концентрацию этих частиц. При низких концентрациях воды 6–8 моль/л наблюдаются два вида частиц: наносферы и субглобулы, а при концентрациях воды 13–23 моль/л – три: наносферы, субглобулы и зерна. Оценена морфология найденных частиц.

Список литературы

  1. Yi Jian Wong, Liangfang Zhu, Wei Shan Teo et al. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. P. 11422. https://doi.org/10.1021/ja203316q

  2. Pariente J.A., Blanco A., Lopez C. // Nanophotonics. 2022. V. 11 (14). P. 3257. https://doi.org/10.1515/nanoph-2022-0127

  3. Ghimire P.P., Jaroniec M. // J. Colloid Interface Sci. 2021. V. 584. P. 838. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.10.014

  4. Cai Z., Li Z., Ravaine S. et al. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 5898. https://doi.org/10.1039/D0CS00706D

  5. Bogush G.H., Tracy M.A., Zukoski C.F. // J. Non-Cryst. Solids. 1988. V. 104. P. 95. https://doi.org/10.1016/0022-3093(88)90187-1

  6. Lee K., Look J.-L., Harris M.T., McCormick A.V. // J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 194. P. 78. https://doi.org/10.1006/jcis.1997.5089

  7. Wang X.D., Shen Z.X., Sang T. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2010. V. 341 (1). P. 23. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.09.018

  8. Giesche H. // J. Eur. Ceram. Soc. 1994. V. 14 (3). P. 205. https://doi.org/10.1016/0955-2219(94)90088-4

  9. Giesche H. // J. Eur. Ceram. Soc. 1994. V. 14 (3). P. 189. https://doi.org/10.1016/0955-2219(94)90088-4

  10. Matsoukas T., Gulari E. // J. Colloid Interface Sci. 1989. V. 132 (13). P. 13. https://doi.org/10.1016/0021-9797(89)90210-5

  11. Green D.L., Lin J.S., Lam Y.-F. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2003. V. 266 (2). P. 346. https://doi.org/10.1016/s0021-9797(03)00610-6

  12. Bogush G.H., Zukoski C.F. // J. Colloid Interface Sci. 1991. V. 142 (1). P. 1. https://doi.org/10.1016/0021-9797(91)90030-C

  13. Brinker C.J., Scherer G.W. Sol-Gel Science. San Diego: Academic Press, 1990. https://doi.org/10.1002/adma.19910031025

  14. Nozawa K., Gailhanou H., Raison L. et al. // Langmuir. 2005. V. 21 (4). P. 1516. https://doi.org/10.1021/la048569r

  15. Masalov V.M., Sukhinina N.S., Emelchenko G.A. // Phys. Solid State. 2011. V. 53 (6). P. 1135. https://doi.org/10.1134/S1063783411060229

  16. Vacassy R., Flatt R.J., Hofmann H. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2000. V. 227. P. 302. https://doi.org/10.1006/jcis.2000.6860

  17. Matsoukas T., Gulari E. // J. Colloid Interface Sci. 1988. 124 (1). P. 252. https://doi.org/10.1016/0021-9797(88)90346-3

  18. Carcouët C.C.M.C., van de Put M.W.P., Mezari B. et al. // Nano Lett. 2014. 14 (3). P. 433. https://doi.org/10.1021/nI404550d

  19. Han Y., Lu Z., Teng Z. et al. // Langmuir. 2017. V. 33 (23). P. 5879. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b01140

  20. Witten T.A., Sander L.M. // Phys. Rev. Lett. 1981. V. 47. P. 1400. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.47.1400

  21. Fouilloux S., Désert A., Taché O. et al. // J. Colloid Interface Sci. 2010. V. 346 (1). P. 79. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.02.052

  22. LaMer V.K., Dinegar R.H. // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72 (11). P. 4847. https://doi.org/10.1021/ja01167a00

  23. LaMer V.K. // Ind. Eng. Chem. 1952. V. 44. P. 1270. https://doi.org/10.1021/ie50510a027

  24. Witten T.A., Sander L.M. // Phys. Rev. Lett. 1983. V. 27 (9). P. 5686. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.27.5686

  25. Brinker C.J. // J. Non-Crystalline Solids. 1988. V. 100. P. 31. https://doi.org/10.1016/0022-3093(88)90005-1

  26. Verwey E.J.W. // J. Phys. Colloid Chem. 1947. V. 51 (3). P. 631. https://doi.org/10.1021/j150453a001

  27. Kim S., Zucoski C.F. // J. Colloid Interface Sci. 1990. V. 139 (1). P. 198. https://doi.org/10.1016/0021-9797(90)90457-Y

  28. Yurasova I.I., Yurasov N.I., Galkin N.K. et al. // Russ J. Gen. Chem. 2022. V. 92 (10). P. 2005. https://doi.org/10.1134/S1070363222100140

  29. Peters G.S., Zakharchenko O.A., Konarev P.V. et al. // Nucl. Instrum. Methods. A. 2019. V. 945. P. 162616. https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.162616

  30. Peters G.S., Gaponov Y.A., Konarev P.V. et al. // Nucl. Instrum. Methods. A. 2022. V. 1025. P. 166170. https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.166170

  31. Huang T.C., Toraya H., Blanton T.N., Wu Y. // J. Appl. Cryst. 1993. V. 26. P. 180. https://doi.org/10.1107/S0021889892009762

  32. Masalov V.M., Kudrenko E.A., Grigoryeva N.A. et al. // Nano. 2013. V. 8. P. 1350036. https://doi.org/10.1142/S1793292013500367

  33. Feigin L.A., Svergun D.I. // Structure Analysis by Small-Angle X-Ray and Neutron Scattering. New York: Plenum Press, 1987.

  34. Yurasova I.I., Yurasov N.I., Plokhikh A.I. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2021. V. 95 (6). P. 1207. https://doi.org/10.1134/S0036024421060297

  35. Porod G. // Kolloid. Z. 1951. B. 124. S. 83. https://doi.org/10.1007/BF01512792

  36. Porod G. // Kolloid. Z. 1952. V. 125. P. 51. https://doi.org/10.1007/BF01519615

  37. Bale H.D., Schmidt P.W. // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53 (6). P. 596. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.53.596

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал