Сайт переехал physreal.com

Как показано в работе [1], выполненной недавно в Univ. of Oklahoma (США), указанные трудности могут быть преодолены в результате использования для синтеза пленок подходящих катализаторов и оптимизации условий процесса. В качестве подложки авторы использовали кварцевые пластины, имеющие прозрачность 99.5 % для излучения с длиной волны 550 нм, обработанные в течение 15 мин при комнатной температуре смесью перекиси водорода с серной кислотой (1:3), а затем промытые ацетоном и изопропиловым спиртом и просушенные в потоке азота. В качестве катализатора при синтезе УНТ использовали растворы ферритина в воде с концентрациями железа 5, 33 и 100 мМ. Каждый из растворов наносили на подложки, которые затем в течение двух часов просушивали в вакуумной печи при 90^оС, после чего отжигали на воздухе при 900^оС. Синтез УНТ проводили в течение 20–30 мин при температуре 925^оС в потоке Ar/H₂ (3:1, 35 см³/мин) с добавлением паров этилового спирта 0.3 мл/ч и воды (0.0015 мл/ч).

Вольт-амперные характеристики полученных пленок УНТ измеряли с помощью серебряных электродов. Спектры пропускания в видимом и УФ диапазонах измеряли с помощью спектрофотометра. Наряду с этим, были получены спектры комбинационного рассеяния (КР) пленок с использованием He-Ne лазера (632 нм) и их микроизображения с помощью сканирующего электронного микроскопа (SЕМ). Результаты исследований указывают на высокую проводимость пленок (свыше 10⁴ См/м) и аномально высокую прозрачность (свыше 98 % на длине волны 550 нм). На SЕМ изображениях пленок видно, что УНТ покрывают поверхность подложки с высокой степенью однородности, не образуя жгутов, присущих пленкам, полученным другими методами. Столь высокая однородность покрытия обусловлена, по-видимому, однородным распределением катализатора по поверхности подложки. Характер спектров КР указывает на преобладание в пленке однослойных УНТ с низким содержанием дефектов. При этом, согласно измерениям, по мере увеличения длительности термической обработки подложек в диапазоне от 10 до 60 мин проводимость пленок возрастает примерно на порядок, в то время как коэффициент пропускания пленок на длине волны 550 нм плавно снижается от 99.6 % до 99.3%.

Такое поведение объясняется тем, что по мере увеличения длительности термической обработки подложек возрастает плотность синтезируемых пленок, что, с одной стороны, приводит к росту их проводимости, а с другой стороны – к снижению прозрачности. При фиксированных продолжительности отжига подложки и процедуре синтеза УНТ наблюдаются зависимости проводимости и прозрачности пленок от концентрации железа в растворе ферритина. Для проводимости эта зависимость имеет немонотонный характер с минимумом в области концентраций 33 мМ, в то время как для прозрачности наблюдается монотонно убывающая зависимость от концентрации железа.

А.Елецкий

1.    D. Shi, D.E. Resasco, Chem. Phys. Lett. 511, 356 (2011).