Образование Нанокристаллов Кремния При Трении

Abstract

При помощи триболюминесценции (TL) установлено, что в процессе трения монокристалла кремния (Si) образуются нанокристаллы --- ncSi с линейными размерами ~4 nm. Исследована временная зависимость интенсивности сигналов TL. Она состоит из множества наложенных друг на друга сигналов. Анализ их динамики показал, что нанокристаллы располагаются на берегах микротрещин, образующихся при разрушении. Одновременно из области трения вылетает порошок. При помощи фотолюминесцентной (PL) и рамановской спектроскопии определен размер нанокристаллов кремния в порошке. Он составил ~2.2 nm. Вероятно, за время между трением и получением рамановских и PL спектров (несколько часов) происходит дальнейший рост микротрещин, что приводит к уменьшению размеров нанокристаллов в ~2 раза. Ключевые слова: трение, размеры нанокристаллов, люминесценция.

Образование Нанометровых Трещин И Фрактолюминесценция При Разрушении Углеродной Керамики

“…Полоса 1.6 eV ранее наблюдалась при разрушении кристаллов кремния в работе Веттегреня и др. [13]. В работах Nakashima и Harima [16] запрещенной зоны и нарушению закона сохранения импульса в нанокристаллах кремния с размерами ≈ 4 nm.…”

“…Оказалось, что размеры трещин в углеродной керамике изменяются от 4.5 до ≈ 18 nm. В кремнии их размер меньше -≈ 4 nm [13].…”

“…По этой причине процессы образования и роста трещин должен занимать несколько ns и ранее отсутствовали методы для наблюдения за трещинами в течение столь малых интервалов времени. Однако в последнее время в результате развития метода FL, оказалось возможным проследить за процессом разрушения кристаллов с временным разрешением 1−2 ns [9][10][11][12][13]. Атомы на поверхности трещин, в первые несколько ns находятся в возбужденном состоянии, а затем переходят в основное состояние.…”

"Зародышевые" Трещины На Поверхности Кристалла Кремния

“…В работах [7][8][9][10] для регистрации " зародышевых" трещин был использован метод фрактолюминесценции (FL) с временным разрешением 2 ns. При разрушении кристаллической решетки образуются возбужденные свободные радикалы.…”

“…При этом выделяется энергия в виде FL [11]. Анализ формы и кинетики накопления сигналов показал, что они возникают при образовании " зародышевых" трещин [7][8][9][10].…”