Formation of nanostructured СuО film on fluorophosphate glass surface

Abstract

Сформированы и исследованы пленки CuO на поверхности фторофосфатных стекол состава 25Na 2 O-50P 2 O 5-10GaO 3-10AlF 3-5ZnO, активированных 2, 4 и 5 мол.% CuCl сверх 100%. Обнаружено, что рост пленки происходит по механизму обратной диффузии при вторичной термообработке образцов. Изучено влияние концентрации меди, окислительно-восстановительных условий синтеза и температурно-временных параметров термообработки. На основании данных рентгенофазового анализа показано, что в интервале температуры термообработки T=380-420 o C в атмосфере воздуха пленка состоит из нанокристаллов CuO со средним размером 16-18 нм, а увеличение температуры и времени термообработки приводит к росту толщины пленки. Показано, что пленка состоит из кристаллитов неправильной формы, латеральный размер которых лежит в интервале 100-350 нм, а высота видимой части составляет 15-25 нм. Средняя шероховатость поверхности, измеренная на участке сканирования 1×1 мкм, равна 3,1 нм. Обнаружено, что при термообработке в восстановительных условиях в зависимости от длительности процесса формируются нанокристаллы Cu 2 O или металлической меди. Ключевые слова фторофосфатные стекла, медь, нанокристаллы, тонкие пленки, спектры поглощения Благодарности Работа выполнена при государственной финансовой поддержке Российского научного фонда (Соглашение № 14-23-00136).