Презентація на тему Ниткоподібні кристали Виконала студентка 553 гр
Подібні презентації
Презентація на тему: "Нитевидні кристали Виконала студентка 553 гр. Антонович Юлія." - Транскрипт:
1 Ниткоподібні кристали Виконала студентка 553 гр. Антонович Юлія
2 Основні питання: Що таке ниткоподібні кристали? Що таке ниткоподібні кристали? Властивості ниткоподібних кристалів. Властивості ниткоподібних кристалів. Одержання ниткоподібних кристалів. Одержання ниткоподібних кристалів. Зростання ниткоподібних кристалів на прикладі SnO2 Зростання ниткоподібних кристалів на прикладі SnO2
3 Ниткоподібні нанокристали («вуси», віскери) - це кристалічні тверді тіла, довжина яких набагато перевищує поперечні розміри. Останні – належать нанометровому діапазону. Ниткоподібні нанокристали («вуси», віскери) – це кристалічні тверді тіла, довжина яких набагато перевищує поперечні розміри. Останні – належать нанометровому діапазону.
4 Властивості н.к. металевим, полімерним і керамічним матеріалам до дуже високих температур, Н. до., на відміну від полікристалічних волокон, не можуть йти процеси рекристалізації, зазвичай викликають різке падіння міцності при високих температурах. в Н. до., на відміну від полікристалічних волокон, не можуть йти процеси рекристалізації, які зазвичай викликають різке падіння міцності при високих температурах.
5 Найбільш важлива властивість Н. до. - Унікально висока міцність. Висока міцність Н.до. пояснюється досконалістю їх структури та значно меншою кількістю (а іноді повною відсутністю) об'ємних та поверхневих дефектів (одна з найважливіших причин малої дефектності Н. до. – їх малі розміри, при яких ймовірність присутності дефекту в кожному із кристалів невелика).
6 Властивості деяких н.к.
7 Методи одержання н.к. фізичне випаровування з наступною конденсацією, фізичне випаровування з подальшою конденсацією, осадження з газової фази за участю хімічних реакцій, осадження з газової фази за участю хімічних реакцій, кристалізація з розчинів, спрямована кристалізація евтектичних сплавів, кристалізація з розчинів, спрямована пористих мембранах та ін, вирощування на пористих мембранах та ін, Н.к. тугоплавких металів і сполук зазвичай отримують методом осадження з газової фази у високотемпературних печах періодичної, напівбезперервної або безперервної дії. Н.к. тугоплавких металів і сполук зазвичай отримують методом осадження з газової фази у високотемпературних печах періодичної, напівбезперервної або безперервної дії.
8 Епітаксіальний метод: Масив Н.К. GaAs, вирощених на поверхні GaAs за допомогою активації останньої краплі золота. Масив Н.К. GaAs, вирощених на поверхні GaAs за допомогою активації останньої краплі золота.
9 Зростання н.к.: на кристалічній підкладці формують краплі металу - каталізатора зростання. Потім до поверхні росту подають матеріал н.к., який кристалізується під металевою краплею з більшою швидкістю, ніж на неактивованій поверхні Схематичне зображення н.к. Спочатку поверхню підкладки активують формують на ній краплі розплаву. Потім беруть в облогу матеріал і н.к. зростає в активованомумісце підкладки.
10 Приклад використання н.к. Остання (кульки з пухирцями на малюнку) досить велика і несе певний заряд. Прикріплюючись до нанокристал через антитіло молекула змінює провідність кристала, що реєструється зовнішнім приладом. Спочатку до кристала приєднуються антитіла, які можуть взаємодіяти з "ворожою" молекулою.
11 Зростання Н.к. SnO 2 Має напівпровідникові властивості n-типу з шириною забороненої зони 3.6 еВ при 300 К, у зв'язку з цим унікальними електричними і оптичними характеристиками. Має напівпровідникові властивості n-типу з шириною забороненої зони 3.6 еВ при 300 К, у зв'язку з цим унікальними електричними і оптичними характеристиками. Тонкі плівки SnO 2 використовуються в прозорих електродах, що проводять, і сонячних батареях, а легування SnO 2 дає можливість отримувати матеріали, що володіють хорошими сенсорними характеристиками. Тонкі плівки SnO 2 використовуються в прозорих електродах, що проводять, і сонячних батареях, а легування SnO 2 дає можливість отримувати матеріали, що володіють хорошими сенсорними характеристиками.
12 Методика експерименту. Підготовка порошку SnO Підготовка порошку SnO Тугоплавкий човник з порошком SnO поміщали в гарячу зону трубчастої печі, синтез проводили в струмі азоту згідно з температурним режимом, підібраним експериментально (рис.1а) Тугоплавкий човен з порошком SnO поміщали в гарячу зону трубчастої печі, азоту згідно з температурним режимом, підібраним експериментально (рис.1а)(рис.1а) Металеві пластинки Sn і Pt поміщали в холоднішу зону, осадження продуктів при цьому відбувалося на стінки човника і на поверхню металевих пластинок.(рис.1б) Металеві пластинки Sn і Pt поміщали більш холодну зону,осадження продуктів у своїй відбувалося на стінки човника і поверхню металевих пластинок.(рис.1б).(рис.1б)
15 Високотемпературна мікроскопія проводилася оптичному мікроскопі. При цьому осадження продуктів відбувалося на сапфірову підкладку, а температурний режим складався з швидкого нагріву зі швидкістю 50С/хв до температури 1050С та наступною витримкою при цій температурі протягом 20 хвилин.
16 Результати експерименту: вихід продуктів у цих експериментах виявлявся занадто малий. вихід продуктів у цих експериментах виявлявся занадто малий. температурний режим оптимізували. Потім було додано додатковий етап витримки при З. В результаті експериментально було показано, що оптимальним режимом є зростання при температурі 1050С з попереднім прогріванням прекурсора при 350С (рис.1). Вихід товару у своїй зріс приблизно 70 раз. температурний режим оптимізували. Потім було додано додатковий етап витримки при З. В результаті експериментально було показано, що оптимальним режимом є зростання при температурі 1050С з попереднім прогріванням прекурсора при 350С (рис.1). Вихід товару у своїй зріс приблизно 70 раз.
17 Зростання кристалів в експерименті з додаванням металевих пластинок Sn і Pt В якості підкладок були обрані олов'яні та платинові пластинки (сильнорозгалужені, вигнуті ниткоподібні кристали довжиною від десятка мікрон до декількох міліметрів і діаметром в інтервалі від кількох нанометрів до декількох мікрон). Як підкладки були обрані олов'яні і платинові пластинки (сильнорозгалужені, вигнуті ниткоподібні кристали довжиною від десятка мікрон до декількох міліметрів і діаметром в інтервалі від декількох нанометрів до декількох мікрон).
18 Механізм зростаннякристалів за схемою «Пар – рідина – кристал»
19 На малюнку наведено дані рентгенівської дифракції перетертих віскерів SnO 2. Усі відбиття були віднесені до тетрагональної модифікації SnO2 (картка PDF). Летній компонент рідина ПАР кристал ПАР
20 Освіта в реакційному просторі крапель олова, що відіграють роль зародків для зростання майбутніх кристалів. Пари ростового компонента SnO 2, що виникають в результаті диспропорціонування SnO в газовій фазі, струмом азоту переносилися в холоднішу зону, де вони розчинялися в краплях металевого олова і транспортувалися через рідку фазу до тіла зростаючого кристала. (Осадження на платинову підкладку призвело до утворення продуктів. Були отримані практично гладкі та малорозгалужені кристали.)
21 Методом РСМА показано, що Pt практично відсутня у складі отриманих на платиновій підкладці віскерів При цьому на платинової поверхні утворюється плівка олова. На кінцях деяких віскерів видно застиглі крапельки, що є найяскравішим свідченням на користь гіпотези про зростання кристалів механізмом ПЖК.
22 Зростання кристалів в експериментах у високотемпературній приставці для оптичного мікроскопа Синтез проводили в спеціальній приставці для оптичного мікроскопа, осадження продуктів відбувалося на сапфірову підкладку. При цьому на більш холодній поверхні сапфірової платівки спостерігалося зростання віскерів.
23 Кінець віскера має область, покриту матеріалом, відмінним від матеріалу тіла віскера. Цей висновок можна зробити на підставі меншої інтенсивності свічення кінцевої області. Імовірно, дана область являє собою краплю, що розтеклася, металевого олова.
24 Зростання віскерів відбувався у двох кращих орієнтаціях.(рис) Враховуючи той факт,що віскери в діаметрі досягають кількох мікрометрів, а середня шорсткість поверхні сапфірової пластини становить трохи більше кількох нанометрів впливом дефектів поверхні зростання кристалів можна знехтувати. Сенсорні властивості ниткоподібних кристалів SnO2 Сенсорні властивості віскерів були охарактеризовані шляхом вимірювання зміни опору пучка ниткоподібних кристалів, синтезованих в експериментах з додаванням олова, при введенні пари двоокису азоту у вимірювальну камеру (рис.9).