Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. SEM-изображения наноструктур оксида цинка, выращенных проводящем стекле (a) без и (b), (c) с использованием маски.

Рис.2. TEM-изображение высокого разрешения и электронная дифракция (вставка) полученных наноигл оксида цинка. Отдельные наноиглы были получены из наноцветка.

Рис.3. Уравнение Фаулера – Нордхейма используемое в расчётах. J – плотность тока, A, B - некоторый коэффициент, бета – фактор увеличения поля, фи – работа выхода оксида цинка (5.4 эВ), E (=V/d) – макроскопическое приложенное электрическое поле, d – расстояние между катодом и анодом (ширина пространства между двумя стёклами) и V – приложенное напряжение.

Рис.4. Кривые автоэлектронной характеристики эмиссии наноструктур оксида цинка. (a) Автоэлектронная характеристика эмиссии E–J наноигл и наноцветков диоксида цинка. Звёздочкой обозначено чрезвычайно низкий потенциал включения для образца на основе наноцветков 0.13 В/мкр тогда как, для наноигл – 0,73 В/мкр. (b) Параметр бета, рассчитанный из уравнения Фаулера – Нордхейма.

Рис.5. Изображения люминесценции устройства на основе наноцветков оксида цинка (a) в тёмном помещении и (b) при внешнем освещении. Каждый пиксель имеет размеры 400x400 микрон.


Рис.6. (a) Характеристика Ids–Vds в зависимости от напряжения на затворе (Vg) для полевого транзистора на основе индивидуальной наноиглы ZnO. (b) Кривые Ids–Vg в зависимости от Vds, которые демонстрируют металлическое поведение отдельных наноигл, в результате их «загрязнения» при синтезе.

Рис.7. Низкотемпературный спектр фотолюминесценции массива наноцветков оксида цинка. Пики левее 3.362 можно отнести к мелким примесным уровням.

Я подарю тебе светящийся наноцветок

Ключевые слова:  1D массивы, наноструктуры, оксид цинка, устройства с холодным катодом

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

03 августа 2008

Одномерные полупроводниковые наноструктуры давно являются объектом интенсивных исследований со стороны учёных из-за их возможного применения в осветительной технике и дисплеях. Основная задача, стоящая перед учёными, заключается в разработке процессов получения такого рода наноструктур в больших объёмах и с минимальными производственными затратами. Наностержни оксида цинка с достаточно острыми вершинами рассматриваются в качестве одних из самых перспективных материалов. И хотя наноструктуры на основе ZnO интенсивно исследуются очень давно, всё же необходимо решить две важнейшие проблемы перед коммерческим применением данных материалов: пространственное упорядочение 1D наноструктур (необходимо подобрать такую плотность наноструктур на поверхности подложки, чтобы обеспечить оптимальную работу устройства) и стоимость производства (в частности, уменьшение расходов на подготовку подложки, например, стекло с проводящим слоем).

Авторам работы удалось получить «наноцветки» оксида цинка на поверхности стекла с помощью применения маски (рис.1-2), исследовать их эмиссионные свойства и сравнить с образцами наностержней, выращенных на стекле (рис.4,5), а также сконструировать полевой транзистор (для исследования свойств отдельных наноигл) и изучить его характеристики (рис.6,7). Основным отличием материалов на основе наноцветков от материалов на основе наностержней являются более низкий потенциал включения и более низкая потребляемая мощность (рис.4). Было также сконструировано несколько пикселей с применением материала на основе наноцветков оксида цинка (рис.5), свет от которых виден невооружённым глазом даже при полном включённом освещении. Изучение характеристик отдельных наноигл показало, что электрическое сопротивление примерно на порядок ниже, чем для объёмного оксида цинка, что свидетельствует о высокой примесной проводимости. Данные спектра фотолюминесценции при низкой температуре (10К) свидетельствуют о наличии мелких примесных уровней в нанокристаллах оксида цинка.

Полученный материал на основе упорядоченного массива наноцветков оксида цинка демонстрирует превосходные результаты по сравнению с иными известными материалами (например, массивом нанострежней). Учёные надеются, что данный материал в ближайшее время будет применён для создания осветительных приборов и дисплеев, а разработанный метод будет освоен для получения подобных структур из других веществ.




Комментарии
Владимир Владимирович, 03 августа 2008 23:18 
Картинки - прелесть!!
ZnO - самый живописный оксид, пожалуй!
ну я думаю не только оксид цинка...они обещали развить всё это и на другие оксидные системы...;)))так что подождём-увидим, кто кого живописнее;)))
Popov A N, 04 августа 2008 12:39 
Очень на трёхрожковую люстру у соседей из венецианского стекла за 10000р. похоже
Уважаемый Евгений Алексеевич!

Спасибо за хороший обзор по 1D нано-синтезу. http://www.i...fb9194d08a3
Кроме того, Ваша ссылка позволяет выйти еще на многие доступные статьи в электронных журналах IOP PUBLISHIN http://www.iop.org/EJ/

Геннадий Семенович
Думаю, целью исследователей являлось получение вертикальных наностержней, а не микроцветков. Но получились цветочки, которые обычно называют в литературе мультиподами. Спасибо, что хоть люминесцируют (пусть и явно зеленым светом, что свидетельствует о высокой дефектности), хотя для нелегированного оксида цинка высокая интенсивность люминесценции характерна.
Владимир Владимирович, 06 августа 2008 15:38 
Так ведь из оксида цинка и получаются обычно мультиподы, в чем его яркая живописность.
Сделать аккуратные стержни требует значительно больше усилий.
полностью согласен, чем, собственно, и занимаюсь.
Владимир Владимирович, 08 августа 2008 08:01 
Здорово!
Видели недавний обзор про коллоидный синтез металлов, оксидов и халькогенидов?
Просто изумительно, сколько всего красивого можно сделать!
Да, коллоидный синтез наночастиц сейчас "в моде", в основном, благодаря, простоте организации.
Но получать анизотропные частицы таким методом даже как-то жалко - теряется ценность анизотропии, ведь ориентировать после синтеза наночастицы почти невозможно (или кто-то знает хорошие методы?).
Вот сферические нанокристаллы с узким распределением по размеру - совсем другое дело
Владимир Владимирович, 11 августа 2008 07:43 
1) Ориентировать частицы после синтеза в значительной мере можно направленной или управляемой самосборкой (directed self-assembly).
Вот достаточно неплохой обзор:
Hao Zhang, Erik W. Edwards, Dayang Wang and Helmuth Mohwald "Directing the self-assembly of nanocrystals beyond colloidal crystallization" Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8, 3288–3299.

А потом, если задуматься, ведь чтобы получить упорядоченные стержни на поверхности, нужно иметь какую-то организацию (скажем, сделанную литографией).
Тогда ту же организацию поверхности можно использовать и для самосборки коллоидных частиц на поверхности.

2) Вот сферические нанокристаллы с узким распределением по размеру - совсем другое дело

А существуют ли они сферические нанокристаллы?
Аморфные материалы (кремнезем, другие оксиды, полимеры) - понятно!
А то ведь, если кристалл, значит у него есть определенная симметрия, диктующая соответствующие формы кристаллов (и нанокристаллов).
Скажем, "сферическое" нанокристаллическое серебро или золото - немного нонсенс.
Артем Александрович, Владимир Владимирович!

Да, коллоидный синтез нано частиц сейчас "в моде"

Заглянув по рекламному объявлению о проведении Международного форума в Декабре 2008 года (см. объявление в правой колонке), в котором уже сформирован программный комитет и установлены Секции и ответственные за ведение форума http://www.r...t&id=15
можно понять место наших исследований в Нанотехнологиях, другими словами, "Роснанотех" уже расставил приоритеты.

С уважением,
Геннадий Семенович.

А существуют ли они сферические нанокристаллы?
прошу прощения за неточность формулировки, конечно, есть определенный габитус, просто нет "вытяннутости" или "приплюснутости".

[I]А потом, если задуматься, ведь чтобы получить упорядоченные стержни на поверхности, нужно иметь какую-то организацию (скажем, сделанную литографией).
Тогда ту же организацию поверхности можно использовать и для самосборки коллоидных частиц на поверхности.[/I]
Плохо получается...

Геннадий Семенович, пожалуйста поясните, что вы хотели сказать, я не понял. И что такое "наши исследования"?
Владимир Владимирович, 15 августа 2008 07:42 
Плохо получается...

Почему плохо??

Габитус
Никак не мог найти этот термин! Спасибо!
Буду теперь использовать!

Да и в обыденной жизни не лишне!
Например в ходе традиционных для многих развлекательно-увеселительных мероприятий разговоров о "химии" восклицание: "Какой габитус!!" может быть весьма уместно
Коваленко Артём, 16 августа 2008 21:29 
<p><em>Почему плохо?</em></p>
<p>Возьмите коробок спичек и высыпьте на гофрированную поверхность (у меня обивка дивана дома такая, например) и посмотрите, похоже ли на упорядоченные спички. А теперь попробуйте подвигать диван так, чтобы спички выстроились. Сколько ни пытаюсь, не получается. Вот так и стержни, только они еще изначально внавалку лежат, как солома.</p>
<p>А по поводу габитуса почитайте учебник по кристаллографии - увлекательная книжка! </p>
Владимир Владимирович, 16 августа 2008 22:05 
<p><em><span class="text">Возьмите коробок спичек и высыпьте на гофрированную поверхность (у меня обивка дивана дома такая, например) и посмотрите, похоже ли на упорядоченные спички. А теперь попробуйте подвигать диван так, чтобы спички выстроились. Сколько ни пытаюсь, не получается. Вот так и стержни, только они еще изначально внавалку лежат, как солома.</span></em></p>
<p>&nbsp;</p>
<p>Сильные аргументы!</p>
<p>Со спичками, думается, так играть малопродуктивно, да еще говорят и опасно.</p>
<p>И диван трудиться двигать может быть натужно :)</p>
<p>А что если "подвигать" спички:</p>
<p>К примеру, если Вы водички (ну или каких других подвижных жидкостей по настроению и усмотрению) на диван нальете в достаточном количестве (чисто гипотетический пример) и потоки создадите ламинарные в правильном соответствии с топологией гофрированности, то ведь упорядочит немного спички по аналогии с лесосплавом (опять же гипотетический пример). И без гофрированности будет работать, да и без дивана!</p>
<p><em><span class="text">почитайте учебник по кристаллографии - увлекательная книжка!</span></em></p>
<p>Обязательно, спасибо!</p>
Коваленко Артём, 18 августа 2008 11:39 
<p>Да, мы с такими сравнениями далеко зайдем. </p>
Владимир Владимирович, 18 августа 2008 15:19 
Mожно и без таких сравнений: проблема "соломы" в том, что частицы слишком сильно взаимодействуют друг с другом (липнут). Энтропия же упорядочения стержней положительна, и минимизация взаимодействия между частицами сделает возможным самосборку (в том числе и направленную).

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Валентинка из ЦЕРНа
Валентинка из ЦЕРНа

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 &#215; 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.