1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 58, № 10, 2022

Неорганические материалы, 2022, T. 58, № 10, стр. 1141-1150

Распределение фаз и нарушение ближнего порядка в наноструктурах SmS@Y2O2S и Y2O2S@SmS типа core-shell

А. В. Сотников 1, *, В. В. Баковец 1, М. М. Сыроквашин 1, И. Ю. Филатова 1

1 Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО Российской академии наук
630090 Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 3, Россия

* E-mail: sotnikov@niic.nsc.ru

Поступила в редакцию 12.05.2022
После доработки 13.08.2022
Принята к публикации 15.08.2022

Аннотация

Исследован процесс получения керамики SmS@Y2O2S и Y2O2S@SmS c наноструктурой типа core-shell сульфидированием при T = 1123 K оксидов РЗЭ, полученных золь–гель-методом из исходных растворов нитратов металлов осаждением NH4OH с последующим отжигом сульфидных фаз в индукционной печи при T = 1473 K. Методами РФА и СЭМ рассчитаны средние величины ОКР, изучена морфология фаз в полученных образцах, а также проведен детальный анализ ближнего порядка сосуществующих наноструктур методами КРС-спектроскопии и РФЭС.

Ключевые слова: оксиды и сульфиды РЗЭ, золь–гель-синтез, нарушение ближнего порядка, морфология, core-shell, топологические реакции

Список литературы

  1. Pourkiaei S.M., Ahmadi M.H., Sadeghzadeh M., Moosavi S., Pourfayaz F., Chen L., Yazdi M.A.-P., Kumar R. Thermoelectric Cooler and Thermoelectric Generator Devices: A Review of Present and Potential Applications, Modeling and Materials // Energy. 2019. V. 186. P. 115849. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.07.179

  2. Cao Q., Luan W., Wang T. Performance Enhancement of Heat Pipes Assisted Thermoelectric Generator for Automobile Exhaust Heat Recovery // App. Therm. Eng. 2017. V. 130. P. 1472–1479. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.09.134

  3. Alsalama M.M., Hamoudi H., Abdala A., Ghouri Z.K., Youssef K.M. Enhancement of Thermoelectric Properties of Layered Chalcogenide Materials // Rev. Adv. Mater. Sci. 2020. V. 59. P. 371–398. https://doi.org/10.1515/rams-2020-0023

  4. Snyder G.J. Application of the Compatibility Factor to the Design of Segmented and Cascaded Thermoelectric Generators // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. P. 2436–2438. https://doi.org/10.1063/1.1689396

  5. Zhu T., He R., Gong S., Xie T., Gorai P., Nielsch K., Grossman J.C. Charting Lattice Thermal Conductivity for Inorganic Crystals and Discovering Rare Earth Chalcogenides for Thermoelectrics // Energy Environ. Sci. 2021. V. 14. P. 3559–3566. https://doi.org/10.1039/D1EE00442E

  6. Sotnikov A.V., Jood P., Ohta M. Enhancing the Thermoelectric Properties of Misfit Layered Sulfides (MS)1.2 +q(NbS2)n (M = Gd and Dy) through Structural Evolution and Compositional Tuning // ACS Omega. 2020. V. 5. P. 13006–13013. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c00908

  7. Sotnikov A.V., Bakovets V.V., Korotaev E.V., Trubina S.V., Zaikovskii V.I. Short- and Long-Range Disorders in Misfit Layered Compounds (MS)1.2 +qNbS2 with the Solid Solution Subsystem (MS) = (GdxDy1– xS) // Mater. Res. Bull. 2020. V. 131. P. 110963. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.110963

  8. Сотников А.В., Баковец В.В., Агажанов А.Ш., Станкус С.В., Пищур Д.П., Соколов В.В. Влияние морфологических дефектов на теплофизические свойства γ-Gd2S3 // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 3. С. 482–489.

  9. Syrokvashin M.M., Korotaev E.V., Kryuchkova N.A., Zvereva V.V., Filatova I.Yu., Kalinkin A.V. Surface and Bulk Charge Distribution in Manganese Sulfide Doped with Lanthanide Ions // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 492. P. 209–218. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.237

  10. Сотников А.В., Баковец В.В., Ohta M., Агажанов А.Ш., Станкус С.В. Морфология и термоэлектрические свойства керамики твердых растворов γ-GdxDy1 –xS1.5 –y // Физика твердого тела. 2020. Т. 62. № 4. С. 537–546.

  11. Sotnikov A.V., Syrokvashin M.M., Bakovets V.V., Filatova I.Yu., Korotaev E.V., Agazhanov A.Sh., Samoshkin D.A. Figure Ofmerit Enhancement in Thermoelectric Materials Based on γ-Ln0.8Yb0.2S1.5 –y (Ln = Gd, Dy) Solid Solutions // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 105. P. 2813–2822. https://doi.org/10.1111/jace.18292

  12. Snyder G.J., Toberer E.S. Complex Thermoelectric Materials // Nat. Mater. 2008. V. 7. P. 105–114. https://doi.org/10.1038/nmat2090

  13. Сотников А.В., Баковец В.В., Плюснин П.Е. Кинетика термического разложения гидроксидов Y и Sm и соединения Sm(OH)3@Y(OH)3 с наноструктурой ядро-оболочка // Журн. общ. химии. 2021. Т. 91. № 7. С. 1108–1119. https://doi.org/10.31857/S0044460X21070155

  14. Rowe D.M. CRC Handbook of Thermoelectrics. Boca Raton: CRC, 1995. 720 p.

  15. Голубков А.В., Казаний М.М., Каминский В.В., Соколов В.В., Соловьев С.М., Трушникова Л.Н. Термоэлектрические свойства SmSx (x = 0.8–1.5) // Неорган. материалы. 2003. Т. 39. № 12. С. 1448–1454. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000008909.13771.f3

  16. Patterson A.L. The Sherrer Formuls for X-ray Patrticle Size Determination // Phys. Rev. 1939. V. 56. P. 978. https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.978

  17. Колесов Б.А., Камарзин А.А., Соколов В.В. КР спектры и структурные особенности вакансионных кристаллов γ-Ln2S3 // Журн. структур. химии. 1997. Т. 38. № 4. С. 655–661. https://doi.org/10.1007/BF02762735

  18. Kolesov B.A., Vasil’eva I.G. Raman Spectra and Structural Features of the Rare Earth Disulfides // J. Struct. Chem. 1992. V. 33 P. 60–65. https://doi.org/10.1007/BF00746930

  19. Knight D.S., White W.B. Raman spectroscopic Study of the Rare Earth Sesquisulfides // Spectrochim. Acta, Part. A. 1990. V. 46. P. 381–387. https://doi.org/10.1016/0584-8539(90)80109-C

  20. Yuan G., Li M., Yu M., Tian C., Wang G., Fu H. In situ Synthesis, Enhanced Luminescence and Application in Dye Sensitized Solar Cells of Y2O3/Y2O2S:Eu3+ Nanocomposites by Reduction of Y2O3:Eu3+ // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 37133. https://doi.org/10.1038/srep37133

  21. NIST Standard Reference Database. 20, Version 4.1. n.d.

  22. Rajumon M.K., Prabhakaran K., Rao C.N.R. Adsorption of Oxygen on (100), (110) and (111) Surfaces of Ag, Cu and Ni: an Electron Spectroscopic Study // Surf. Sci. Lett. 1990. V. 233. P. 237–242. https://doi.org/10.1016/0039-6028(90)90169-9

  23. Dolo J.J., Dejene F.B., Swart H.C. Characterization and XPS Information of Commercially Y2O2S:Eu3+ Powder Phosphor // 57th Ann. Conf. of the SAIP. 2012. P. 46–51. https://doi.org/10.1016/S0254-0584(02)00097-4

  24. Mariscal-Becerra L., Vazquez-Arreguin R., Balderas U., Carmona-Tellez S., Sanchez H.M., Falcony C. Luminescent Characteristics of Layered Yttrium Oxide Nano-Phosphors Doped with Europium // J. Appl. Phys. 2017. V. 121. P. 125111. https://doi.org/10.1063/1.4979209

  25. Mai L., Boysen N., Subasi E., Arcos T., Rogalla D., Grundmeier G., Bock C., Lu H.-L., Devi A. Water Assisted Atomic Layer Deposition of Yttrium Oxide Using tris(N,N'-diisopropyl-2-dimethylamido-guanidinato) yttrium(III): Process Development, Film Characterization and Functional Properties // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 4987. https://doi.org/10.1039/C7RA13417G

  26. Basavegowda N., Mishra K., Thombal R.S., Kaliraj K., Lee Y.R. Sonochemical Green Synthesis of Ytttrium Oxide (Y2O3) Nanoparticles as a Novel Heterogeneous Catalyst for the Construction of Biologically Interesting 1,3-Thiazolidin-4-ones // Catal. Lett. 2017. V. 147. P. 2630–2639. https://doi.org/10.1007/s10562-017-2168-4

  27. Bakovets V.V., Sotnikov A.V., Korolkov I.V. Kinetics of Phase Formation in the Ln–O–S (Ln = La, Gd, Y) Systems during Oxide Sulfidation in Ammonium Thiocyanate Vapor // J. Am. Ceram. Soc. 2017. V. 100. P. 1320–1329. https://doi.org/10.1111/jace.14692

  28. Reiche R., Thielsch R., Oswald S., Wetzig K. XPS Studies and Factor Analysis of PbS Nanocrystal-Doped SiO2 Thin Film // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1999. V. 104. P. 161–171. https://doi.org/10.1016/S0368-2048(98)00326-0

  29. Anupriya J., Rajakumaran R., Chen S.M., Senthilkumar T. Samarium Tungstate Anchored on Graphitic Carbon Nitride Composite: A Novel Electrocatalyst for the Ultra-Selective Electrocatalytic Detection of 8-hydroxy-5-nitroquinoline in River Water and Biological Samples // Colloids. Surf., A. 2022. V. 632. P. 127820. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127820

  30. Brunckova H., Kanuchova M., Kolev H., Mudra E., Medvecky L. XPS Characterization of SmNbO4 and SmTaO4 Precursors Prepared by Sol-Gel Method // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 473. P. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.143

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал