1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 6, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 6, стр. 52-59

Синтез и исследования морфологии и структуры нанопокрытий Fe2O3 на пористом Al2O3, полученных окислением магнетронно-осажденных пленок Fe

Р. Г. Валеев a, *, А. Н. Бельтюков b, А. И. Чукавин a, М. А. Еремина a, В. В. Кривенцов b

a Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН
426008 Ижевск, Россия

b ФИЦ Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН
630090 Новосибирск, Россия

* E-mail: rishatvaleev@mail.ru

Поступила в редакцию 11.10.2022
После доработки 17.12.2022
Принята к публикации 17.12.2022

Аннотация

Представлены результаты исследований морфологии, кристаллической и химической структуры покрытий оксида железа(III) на поверхности пористого оксида алюминия с различной морфологией методами растровой электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, а также спектроскопии тонкой структуры ближней области края рентгеновского поглощения. Пленки пористого оксида алюминия были синтезированы методом двухстадийного анодного окисления алюминия в водных 0.3 М растворах серной и щавелевой кислот. Для изменения диаметра пор часть пленок травили в растворе фосфорной кислоты. Образцы нанопокрытий оксида железа были получены окислением на воздухе пленок железа, осажденных на матрицы-подложки пористого оксида алюминия методом магнетронного напыления, при температуре 300°С в течение 3 ч. Показано, что окисление приводит к двукратному увеличению толщины покрытия контрольного образца и связано с увеличением плотности оксида железа по сравнению с чистым железом. С изменением нанопористой структуры на поверхности подложек происходит изменение морфологических особенностей покрытий, заключающееся в “зарастании” пор оксидом железа. Управление процессами, приводящими к такому “зарастанию”, позволит проводить направленное изменение структурно-чувствительных свойств композитных структур на основе оксида железа.

Ключевые слова: оксид железа, пористый оксид алюминия, покрытие, магнетронное осаждение, электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, спектроскопии тонкой структуры ближней области края рентгеновского поглощения

Список литературы

  1. Chen C., Ge J., Gao Y., Lei C., Cui J., Zeng J., Gao M. // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2022. V. 14. P. 1740.

  2. https://www.doi.org/10.1002/wnan.1740

  3. Montiel Schneider M.G., Martín M.J., Otarola J., Vakarelska E., Simeonov V., Lassalle V., Nedyalkova M. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. P. 204.

  4. https://www.doi.org/10.3390/pharmaceutics14010204

  5. Kumar P., Tomar V., Kumar D., Kumar Joshi R., Nemival M. // Tetrahedron. 2022. V. 106–107. P. 132641. https://www.doi.org/10.1016/j.tet.2022.132641

  6. Yakasai F., Jaafar M.Z., Bandyopadhyay S., Agi A., Sidek M.A. // J. Petroleum Sci. Engineering. 2022. V. 208. P. 109438. https://www.doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109438

  7. Powell C.D., Lounsbury A.W., Fishman Z.S., Coonrod C.L., Gallagher M.J., Villagran D., Zimmerman J.B., Pfefferle L.D., Wong M.S. // Nano Convergence. 2021. V. 8. P. 8. https://www.doi.org/10.1186/s40580-021-00258-7

  8. Song N., Jiang H., Cui T., Chang L., Wang X. // Micro Nano Lett. 2012. V. 7. P. 943.

  9. https://www.doi.org/10.1049/mnl.2012.0631

  10. Sun B., Horvat J., Kim H.S., Kim W.-S., Ahn J., Wang G. // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 18753.

  11. https://www.doi.org/10.1021/jp102286e

  12. Kumar A., Kamlesh Y. // Materials Res. Express 2017. V. 4. P. 075003.

  13. https://www.doi.org/10.1088/2053-1591/aa75e9

  14. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Romanchuk A.Y., Kapitanova O.O., Mankevich A.S., Lebedev V.A., Eliseev An.A. // J. Mater. Chem. 2012. V .22. P. 11922.

  15. https://www.doi.org/10.1039/C2JM31710A

  16. Roslyakov I.V., Chumakov A.P., Eliseev An.A., Leontiev A.P., Konovalov O.V., Napolskii K.S. // J. Phys. Chem. C. 2021. V. 125. P. 9287. https://www.doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01482

  17. Ruiz-Clavijo A., Caballero-Calero O., Martín-Gonzá- lez M. // Nanoscale. 2021. V. 13. P. 2227.

  18. https://www.doi.org/10.1039/D0NR07582E

  19. Валеев Р.Г., Тригуб А.Л., Зубавичус Я.В., Гильмутдинов Ф.З., Елькин И.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 8. С. 103.

  20. https://www.doi.org/10.7868/S0207352817080145

  21. Чукавин А.И., Валеев Р.Г., Зубавичус Я.В., Тригуб А.Л., Бельтюков А.Н. // Журн. структурной химии. 2017. Т. 58. № 6. С. 1284. https://www.doi.org/10.15372/JSC2017062.

  22. Elmekawy A.H.A, Iashina E.G., Dubitskiy I.S., Sotnichuk S.V., Bozhev I.V., Kozlov D.A., Napolskii K.S., Menzel D., Mistonov A.A. // J. Magnetism Magnetic Mater. 2021. V. 532. P. 167951. https://www.doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.167951

  23. Валеев Р.Г., Алалыкин А.С. // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. С. 58. https://www.doi.org/10.21517/1992-7223-2019-7-8-58-64

  24. Котенев В.А., Киселев М.Р., Высоцкий В.В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2016. Т. 52. С. 510. https://www.doi.org/10.7868/S0044185616050156

  25. Отс А.А. Коррозия и износ поверхностей нагрева котлов. Москва: Энергоатомиздат, 1987. 272 с.

  26. Klementev K.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2000. V. 448. P. 299. https://www.doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00710-X

  27. Wagner C.D., Rigs W.M, Davis L.E., Moulder J.F. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standard Data for Use in X-ray Photoelectron Spectroscopy / Ed. Muilenberg G.E. Eden Prairie: Perkin-Elmer, 1979.

  28. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов. Москва: Металлургия, 1965. 430 с.

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