Метод синтеза композиционных наноматериалов металл/оксид импульсно-периодическим лазерным воздействием Мурзин С.П.Компьютерная оптика, 2014, том 38, №3 469
МЕТОД СИНТЕЗА КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ МЕТАЛЛ/ОКСИД ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИМ ЛАЗЕРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
Мурзин С.П. Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) (СГАУ)Аннотация Разработан метод синтеза композиционных наноматериалов металл/оксид импульсно-периодическим лазерным воздействием на примере металл-полупроводникового наноком-позита ZnO/Cu. Осуществлён новый подход к созданию структур композиционных слои-стых наноматериалов на основе нановолокон оксида цинка. Впервые для синтеза таких ма-териалов использовался нагрев лазерным излучением с регулируемым распределением плотности мощности. Нагрев на воздухе фольги из латуни импульсно-периодическим ла-зерным воздействием интенсифицирует окисление поверхности материала. Предпочтитель-ное образование ZnO обусловлено более высокой, чем у меди, скоростью окисления цинка, а также диффузией цинка к поверхности. Длина нановолокон оксида цинка при реализации выбранных режимов лазерного воздействия не превышает 5 мкм.Ключевые слова: наноматериал композиционный, синтез, воздействие лазерное, латунь, поверхность, окисление, цинк.
ВведениеУпорядоченные периодические образования равно-мерно распределённых наноструктур находят потенци-альное применение в наноэлектронике, нанооптике, на-нокатализе, биоинженерии и др. [1][2][3][4]. Одно из возмож-ных технических применений -композиционные мате-риалы металл/оксид, представляющие интерес как функциональные электроконтактные материалы, в ча-стности, металл-полупроводниковый нанокомпозит ZnO/Cu [5,6]. Для получения полупроводниковых на-ноплёнок наиболее широко используются технологии химического осаждения из газовой фазы [7] и молеку-лярно-лучевой эпитаксии [8], которые первоначально были разработаны для создания тонкоплёночных эле-ментов в изделиях микроэлектроники. Однако в на-стоящее время отсутствуют эффективные способы, на которых может базироваться промышленная технология контролируемого производства периодических структур из двух или более нанокомпонентов. Такие методы на-нолитографии, как электронно-лучевая и фотолитогра-фия, используются для облегчения процесса самосборки структур из нанотрубок и нанопроволок с вертикальным или боковым выравниванием и контролируемым раз-мещением [9][10][11]. Но такие характерные недостатки, как низкая производительность, небольшой размер рабочей зоны и высокая стоимость оборудования, ограничивают область их применения. Поиск новых методов высоко-производительного создания сложных наноструктур с управляемым формированием периодических образова-ний остаётся значительной и перспективной задачей в области наноматериалов.В работах [12,13] определены условия формирова-ния лазерным воздействием нанопористых структур в металлическом материале -двухкомпонентном сплаве системы Cu-Zn латунь Л62. Показано, что при воздейст-вии импульсно-периодического лазерного из...