Введение
1 Современные представления о физических свойствах итехнологиях наноматериалов 12
1.1 Нанотехнология и перспективы ее развития 12
1.2 Современные методы получения нитевидных нанокристаллов методами самоорганизации 14
1.2.1 Получение нитевидных нанокристаллов из газовой фазы методом VLS 15
1.2.2 Получение нитевидных нанокристаллов с участием оксида 15
1.2.3 Получение нитевидных нанокристаллов из газовой фазы по схеме Газ - твердое тело 16
1.2.4 Карбонотермические реакции 16
1.2.5 Рост нитевидных нанокристаллов из растворов SLS (Solution-liquid-solid) 17
1.2.6 Нитевидные нанокристаллы полученные методами самоорганизации . 17
1.3 Получение массивов нитевидных нанокристаллов с использованием пористых матриц 18
1.3.1 Золь-гель метод 19
1.3.2 Метод химического осаждения из водных растворов 19
1.3.3 Электрохимическое осаждение. 20
1.4 Сравнительный анализ нанопористых материалов 20
1.4.1 Пористый кремний 20
1.4.2 Трековые мембраны 22
1.4.3 Синтетические наноструктурированные опалы 22
1.4.4 Пористые стекла 23
1.4.5 Пористый анодный оксид алюминия 23
1.5 Свойства нанокристаллов 27
1.5.1 Термодинамические свойства нанокристаллов 27
1.5.2 Оптические свойства нанокристаллов 33
1.6 Выводы и постановка задачи на диссертационную работу 40
2 Техника эксперимента и особенности его проведения 43
2.1 Методика изготовления слоев пористого анодного оксида алюминия 43
2.1.2 Подготовка поверхности алюминия 43
2.1.2.Формирование пористого оксида алюминия 45
2.2 Технология электрохимического осаждения металлов в поры анодного оксида алюминия 51
2.3 Методика сульфидизации и селенизации металлических нанокристаллов 52
2.4 Методы исследования свойств металлических и полупроводниковых нанокристаллов встроенных в матрицу пористого анодного оксида алюминия 52
2.4.1 Исследование геометрии полученных наноструктур методами атомно-силовой микроскопии 52
2.4.2 Исследование фазовых переходов в массивах металлических нанокристаллов методом дифференциальной сканирующей калориметрии 54
2.4.3 Исследование оптического поглощения наноструктурами методом спектрофотометрии 56
3 Разработка технологии формирования упорядоченных массивов металлических и полупроводниковых нитевидных нанокристаллов 58
3.1 Особенности технологии формирования упорядоченной матрицы пористого анодного оксида алюминия 58
3.1.1 Механизм формирования и структура слоев пористого анодного оксида алюминия 58
3.1.2 Анализ зависимости свойств пористого анодного оксида алюминия от условий его формирования 59
3.1.3 Исследование кинетики процесса формирования пористого анодного оксида алюминия в гальваностатическом и потенциостатическом режимах 62
3.1.4 Исследование кинетики процесса формирования пористого анодного оксида алюминия в режиме термической стабилизации 65
3.1.5 Методика формирования пористого анодного оксида алюминия, учитывающая взаимосвязь технологических параметров процесса 68
3.1.6 Исследование влияния технологических факторов процесса анодного окисления алюминия на степень упорядоченности структур пористого анодного оксида алюминия 70
3.2 Технология электрохимического осаждения металлов в матрицу пористого анодного оксида алюминия 73
3.2.1 Особенности технологии осаждения металлов в матрицу пористого анодного оксида алюминия в режиме постоянного тока 73
3.2.2 Переходные процессы в системе алюминий-пористый оксид алюминия-электролит 75
3.2.3 Исследование структуры и состава нитевидных нанокристаллов, осажденных в матрицу пористого анодного оксида алюминия в режиме переменного тока 79
3.3 Получение полупроводниковых нанокристаллов сульфидизацией и селенизацией металлов 84
3.4 Выводы по главе 3.
4 Исследование термодинамических и физических свойств нитевидных нанокристаллов . 89
4.1 Исследование температуры плавления нитевидных нанокристаллов индия, кадмия и цинка встроенных в матрицу пористого анодного оксида алюминия 89
4.2 Исследование оптических свойств нитевидных нанокристаллов серебра встроенных в матрицу пористого анодного оксида алюминия 95
4.3 Выводы по главе 4 102
5. Области применения разработанных технологий при создании элементов микро- и наноэлектроники 104
5.1 Рекомендации по использованию разработанных в работе методик анализа и управления электрохимическими процессами 104
5.2 Особенности конструктивного исполнения диффузионной печи для сульфидизации и селенизации встроенных в нанопористые матрицы металлических нанокристаллов 107
5.3 Рекомендации по использованию массивов металлических нанокристаллов, встроенных в матрицу пористого анодного оксида алюминия, в качестве фотонных кристаллов 109
5.4 Твердые маски на основе оксида алюминия для обеспечения нелитографического метода формирования поверхностных периодических наноструктур 111
5.5 Калибровочные структуры для оценки качества микромеханических зондов атомных силовых микроскопов 119
5.6 Выводы по главе 5 125
Заключение 127
Список использованных источников 130
Приложение
