Введение
Глава 1. Получение, свойства и применение одномерных наноматериалов (Литературный обзор) 25
1.1. Методы получения одномерных наноструктур 27
1.1.1. Общие подходы к получению одномерных наноструктур 27
1.1.2. Осаждение из газовой фазы. Рост ID нанокристаллов по механизму пар-жидкость-кристалл (ПЖК) 29
1.1.3. Жидкофазные методы получения ID нанокристаллов 39
1.1.4. Темплатный синтез ID наноструктур 42
1.2. Наноструктуры оксида цинка 44
1.2.1. Общая характеристика оксида цинка 44
1.2.1.1. Кристаллическая структура ZnO 44
1.2.1.2. Собственные и примесные дефекты, легирование 46
1.2.1.3. Оптические свойства 51
1.2.1.4. Электрофизические свойства 59
1.2.2. Получение одномерных наноструктур ZnO 62
1.2.2.1. Газофазные методы синтеза 63
1.2.2.2. Жидкофазные методы получения ID наноструктур ZnO 74
1.2.3. Применение наноструктур оксида цинка опто- и
микроэлектронике, микросистемной технике 80
1.2.3.1.Применение ID наноструктур ZnO в оптоэлектронике 80
1.2.3.2. Солнечные элементы 90
1.2.3.3. Пьезоэлектрические генераторы 94
1.2.3.4. Сенсоры 97
1.2.3.5. Эмиттеры электронов 101
1.2.3.6. Полупроводниковые приборы (полевые транзисторы) 104
1.3. Углеродные ID наноматериалы (нановолокна и нанотрубки)
3.1. Получение УНТ методом каталитического пиролиза паров этанола 108
3.2. Модификация и применение УНТ 119
Глава 2. Методика экспериментов
2.1. Газофазное осаждение поликристаллических слоев и массивов одномерных наноструктур 129
2.1.1. Оксид цинка 130
2.1.2. Оксид индия 131
2.1.3. Нитриды галлия и алюминия 133
2.1.4. Углеродные нанотрубки и нановолокна 135
2.2. Методы исследования полученных материалов 140
2.2.1. Электронная микроскопия 140
2.2.2. Фото- и катодолюминесценция 141
2.2.3. Исследование спектров люминесценции индивидуальных наностержней оксида цинка 142
2.2.4. Другие методы
2.3. Изготовление сенсоров из индивидуальных наностержней ZnO и метод и ка измерений 145
2.4. Изготовление автоэмиссионных катодов, методом низкотемпературного газофазного осаждения из паров этанола и исследование их характеристик
2.4.1. Экспериментальные образцы 146
2.4.2. Методика эмиссионных испытаний 147
2.5. Функционализация и исследование сорбционных свойств УНТ 148
2.5.1. Синтез и последующая обработка УНТ 148
2.5.2. Сорбция и анализ 149
Глава 3. Получение, свойства и применение монокристаллических наностержней оксида цинка 150
3.1. Получение упорядоченных массивов наностержней оксида цинка 150
3.1.1. Общее описание процесса 150
3.1.2. Модель роста наноструктур оксида цинка по «самокаталитическому» ПЖК механизму 155
3.1.3. Контроль формы нанокристаллов оксида цинка 162
3.1.4. Рост массивов наностержней оксида цинка на различных подложках
3.2. Исследование структуры и свойств выращенных нанокристаллов оксида цинка 171
3.3. Исследование стимулированной люминесценции в нанокристаллах ZnO 186
3.3.1.Зависимость порога стимулированной люминесценции
нанокристаллов ZnO от их геометрической формы 186
3.3.2.Лазерная генерация в индивидуальных наностержнях ZnO...195
3.4. Сенсоры на основе индивидуальных наностержней ZnO...207
4. Газофазный синтез других широкозонных полупроводников
4.1. Синтез наноструктур и поликристаллических пленок оксида индия 218
4.1.1. Карботермический метод (осаждение 1п203 из паров низшего оксида) 219
4.1.2. Газофазное окисление моноиодида Индия 223
4.2. Газофазный синтез нитридов галлия и алюминия 229
4.2.1. Нитрид галлия 230
4.2.2. Нитрид алюминия 237
5. Углеродные ID наноматериалы 245
5.1. Синтез углеродных нанотрубок и нановолокон из паров этанола 246
5.1.1. Особенности синтеза в реакторе проточного типа 246
5.1.2. Влияние добавок воды 254
5.1.3. Влияние природы катализатора 260
5.1.4. Синтез УНТ в реакторе с внутренним нагревателем 265
5.2. Модификация и применение углеродных нановолокнистых материалов 274
5.2.1 Изготовление и исследование характеристик автоэмиссионных катодов 274
5.2.2. Окислительная модификация УНВМ и исследование их сорбционных характеристик 277
Заключение 289
Литература
