Введение
Глава 1. Свойства и методы получения наноструктурных оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W), фотовольтаических и триботехнических материалов на их основе. Аналитический обзор .20
1.1 Свойства оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) 20
1.1.1 Сравнение кристаллической структуры оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) 20
1.1.2 Физические и химические свойства оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) 22
1.1.3 Физические и химические свойства оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) в наноструктурном состоянии 23
1.2 Методы получения оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) в наноструктурном состоянии .24
1.2.1 Получение нанодисперсного оксида цинка 24
1.2.2 Синтез нанодисперсных порошков металлов и их соединений с помощью электрического взрыва проводников 26
1.2.3 Получение нанодисперсных порошков металлов методом электроискровой эрозии 32
1.2.4 Получение нанодисперсных и тонкопленочных дисульфидов молибдена и вольфрама 35
1.3 Получение триботехнических и фотовольтаических материалов на основе наноструктурных оксидов и халькогенидов металлов (Cu, Zn, Sn, Mo, W) 36
1.3.1Антифрикционные составы и покрытия на основе сульфидов металлов (Cu, Zn, W) с добавками наноструктурных оксидов и металлов 36
1.3.2 Получение тонких пленок оксида цинка и халькогенидов металлов (Cu, Sn, W) 47
1.3.2.1 Получение тонких пленок оксида цинка 47
1.3.2.2 Получение тонких пленок сульфида меди 49
1.3.2.3 Получение тонких пленок дисульфида вольфрама 51
1.3.3.1 Получение пленок диселенида вольфрама 52
1.3.3.2 Получение тонких пленок сульфида олова SnS 54
1.3.4 Получение гетероструктур для фотовольтаических элементов с использованием нанокристаллических оксидов и сульфидов Cu, Zn, Sn, W 57
1.3.4.1 Гетероструктуры на основе оксида цинка и сульфидов меди 58
1.3.4.2 Гетероструктуры на основе оксида цинка и сульфида цинка 59
1.3.4.3 Гетероструктуры на основе оксида цинка и сульфида олова 61
1.3.5 Композиты и гетероструктуры на основе оксида цинка и дисульфида вольфрама для фотовольтаических и фотоэлектрохимических применений 67
1.4 Выводы по главе 1, постановка цели и задач работы .70
Глава 2. Методы получения и исследования свойств наноструктурных оксидов и халькогенидов металлов 72
2.1 Методика получения нанодисперсных порошков металлов с помощью электрического взрыва проводников .72
2.2 Методика получения нанодисперсных порошков металлов и гетероструктур методом электроискровой эрозии 75
2.3 Методика самораспространяющегося высокотемпературного синтеза сульфидов металлов 76
2.4 Получение тонких пленок методом магнетронного распыления .80
2.5 Исследование материалов методом рентгеновского анализа .83
2.6 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопии полученных оксидов и халькогенидов металлов 84
2.7 Атомно-силовая микроскопия тонких пленок сульфидов металлов 85
2.8 Трибологические исследования смазочных материалов на основе полученных наноструктурных сульфидов металлов 86
2.9 Определение ширины запрещенной зоны тонких пленок сульфидов металлов 87
Глава 3. Получение наноструктурных сульфидов меди, цинка, олова, молибдена и вольфрама в условиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза 90
3.1 Получение наноструктурных сульфидов молибдена, вольфрама, меди, цинка и олова методом СВС из смесей элементарной серы и нанодисперсных порошков металлов 92
3.2 Использование электроразрядного диспергирования в методах получения наноструктурных сульфидов металлов и нанокомпозиционных материалов на их основе .109
3.2.1 Синтез наноструктурного сульфида цинка методом СВС. 109
3.2.2 Синтез многоуровневых наноструктур ZnO/ZnS с использованием электроискрового метода 123
3.3 Выводы по главе 3 .134
Глава 4. Композиционные триботехнические материалы на основе наноструктурных сульфидов металлов . 136
4.1. Исследования трибологических свойств промышленных и нанослоистых дисульфидов молибдена и вольфрама .138
4.2. Исследование трибологических свойств суспензий наноструктурных дисульфидов вольфрама и молибдена без добавок и с добавками ПЭГ-2000 151
4.2.1 Определение коэффициента трения смазочных составов на основе масла М8В 151
4.2.2 Определение степени износа тела трения после трибологических испытаний составов на основе моторного масла М8В и НСП дисульфидов вольфрама и молибдена с добавками ПЭГ 158
4.2.3 Исследование кинематической вязкости полученных органозолей в зависимости от концентрации полиэтиленгликоля 163
4.3. Трибологические характеристики нанослоистых дисульфидов вольфрама и молибдена и смазочных составов на их основе .167
4.4. Выводы по главе 4 174
Глава 5. Композиционные триботехнические материалы на основе наноструктурных дисульфидов вольфрама и молибдена, допированных наночастицами металлов и оксидов металлов .176
5.1. Исследования трибологических свойств дисульфидов молибдена и вольфрама, допированных наночастицами металлов 176
5.2. Трибологические свойства консистентных смазок на основе наноструктурного дисульфида молибдена, допированного наночастицами меди и серебра 189
5.3. Трибологические свойства наноструктурного дисульфида вольфрама, допированного наночастицами оксида цинка 199
5.3.1. Получение наночастиц оксида цинка методом электроискрового диспергирования 200
5.3.2 Трибологические свойства нанослоистого дисульфида вольфрама, допированного наночастицами оксида цинка 204
5.3.3 Трибологические свойства нанослоистого дисульфида молибдена, допированного наночастицами оксида цинка 210
5.4. Выводы по главе 5 .214
Глава 6. Композиционные полупроводниковые гетеропереходные материалы на основе оксидов и халькогенидов металлов .215
6.1. Проектирование фотовольтаических элементов с использованием гетеропереходных материалов на основе оксидов и сульфидов металлов 217
6.2. Получение тонких пленок сульфидов вольфрама, меди и олова магнетронным распылением наноструктурных мишеней .222
6.2.1 Свойства пленок WS2, полученных магнетронным распылением наноструктурной мишени в инертной среде .222
6.2.2 Свойства пленок WS2, полученных реактивным магнетронным распылением вольфрамовой мишени 229
6.3. Получение тонких пленок диселенида вольфрама реактивным магнетронным распылением вольфрамовой мишени 235
6.3.1 Получение тонких пленок диселенида вольфрама с Ni- и Pd- промоутером 235
6.3.2 Анализ структуры пленок WSe2 методом рентгеновской дифрактометрии 238
6.3.3 Исследования пленок WSe2 методом кривых качания 241
6.3.4 Особенности морфологии пленок WSе2:Pd .243
6.3.5 Элементный анализ пленок WSе2:Pd 245
6.3.6 Особенности микроструктуры пленок WSе2:Pd 246
6.3.7 Оптические свойства пленок WSe2:Pd .250
6.3.8 Исследование фотоактивных свойств пленок WSe2 .252
6.3.9 Подвижность и концентрация носителей заряда пленок WSe2:Pd 254
6.4 Получение тонких пленок сульфида меди Cu2S магнетронным распылением наноструктурных мишеней и исследование их свойств 255
6.4.1 Получение тонких пленок сульфида меди Cu2S магнетронным распылением наноструктурных мишеней 255
6.4.2 Исследование морфологии и текстуры тонких пленок методом АСМ и СЭМ 258
6.4.3 Определение ширины запрещенной зоны полученных тонких пленок сульфидов металлов. 2 6.5 Получение тонких пленок сульфида олова SnS магнетронным распылением наноструктурных мишеней 263
6.6 Выводы по главе 6 .269
Заключение по работе 271
Выводы по работе 273
Список литературы 279
Приложение 1 298
Приложение 2 302
Приложение 3 303
