Синтез кластерных наноструктур

Практически сразу же после возникновения интереса к углеродным нанотрубкам (УНТ) появились исследования, посвящённые неорганическим нанотрубкам. В 1992 г. были получены первые результаты, показавшие, что нанотрубчатые и фуллереноподобные структуры формируются не только углеродом. В частности, наночастицы соединения WS2, являясь нестабильными в плоской форме, спонтанно формируют закрытую структуру, родственную фуллеренам и УНТ. Позже подобные частицы были синтезированы из MoS2. Неуглеродные нанотрубки (ННТ) чаще всего являются двухкомпонентными соединениями (BN, WS2, MoS2, SiC и т. д.). Таким образом, к семейству двумерных и одномерных материалов принадлежит огромное число различных соединений, исследование которых представляет собой актуальную задачу современной науки. В данной работе исследуется синтез наноструктур методом газофазного осаждения (CVD-метод), реализованный с помощью трубчатой печи Nabertherm. Объектом исследования является MoS2. Физико-химические параметры полученных наноструктур были исследованы с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-7800F, оптического микроскопа Nikon Eclipse LV 100 и атомного силового микроскопа SOLVER NEXT. Как показали результаты исследования, в полученных образцах содержались как частицы монослоя молибдена, так и трубчатых объектов. Также были установлены параметры, влияющие на рост наноструктур.

УНТ, ННТ, нанотрубки, монослои, молибден, фуллерен, газофазный процесс

1. Iijima // Helical microtubules of graphitic carbon // Nature, 56, 1991. - P. 354.

2. Елецкий А. В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства, УФН, апрель 2002 г. - т. 172. - № 4. - С. 401.

3. Елецкий А. В. Механические свойства углеродных наноструктур и материалов на их основе // Успехи физических наук. - 2007. - Т. 177. - № 3. - С. 233-274.

4. Tenne R., Margulis L., Genut M., and Hodes G. Polyhedral and cylindrical structures of tungsten disulphide // Nature. - 1992. - V. 360. - P. 444-446

5. Ивановский А. Л. Неуглеродные нанотрубки: синтез и моделирование // Успехи химии. - 2002. - Т. 71. - №3. - С. 203-224.

6. Manashi Nath, Achutharao Govindaraj / Simple synthesis of MoS2 and WS2 nanotubes / Adv. Mater., 2001, 13. - P. 283-286.

7. Nicole Zink, Helen Annal Therese and Julien Pansiot / In situ heating TEM study of onion-like WS2 and MoS2 nanostructures obtained via MOCVD / Chem. Mater. 2008, 20. - P. 65-71.

8. Nicole Zink, Julien Pansiot, Jérôme Kieffer/ Selective synthesis of hollow and filled fullerene-like (IF) WS2 nanoparticles via metal-organic chemical vapor deposition/ Chem. Mater. - 2007. 19. - P. 6391-6400.

9. Stéphane Bastide, Dominique Duphil, Jean-Pascal Borra, and Claude Lévy-Clément / WS2 Closed Nanoboxes Synthesized by Spray Pyrolysis / Adv. Mater. - 2006. 18. - P. 106-109.

10. Vollath D and Szabo D. V. // Synthesis of nanocrystalline MoS2 and WS2 in a microwave plasma // Mater. Lett. - 1998. 35. - P. 236-44.

11. Jun Chen, Suo-Long Li, Feng Gao, and Zhan-Liang Tao / Synthesis and characterization of WS2 nanotubes / Chem. Mater. - 2003, 15. - P. 1012-1019.

12. Болдыревский П. Б., Коровин А. Г., Денисов С. А., Светлов С. П., Шенгуров В. Г. Расчет однородности толщин эпитаксиальных слоев, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии из сублимационного источника // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. - 2014. - №2. - С. 72-74.

13. Pierson H. O. Handbook of Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology and Applications. - N. J., 1992. - P. 235.

14. Mengting Weng, Meiqi Zhang, Takashi Yanase, Fumiya Uehara, Taro Nagahama, and Toshihiro Shimada // Catalytic chemical vapor deposition and structural analysis of MoS2 nanotubes // Jpn. J. Appl. Phys. 57, 2018.