Научная статья на тему 'ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ АЗИДА ТАЛЛИЯ'

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ АЗИДА ТАЛЛИЯ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
12
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ползуновский вестник
ВАК
RSCI
Область наук

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Шурыгина Л. И., Бугерко Л. Н., Кожухова Т. Ю.

Методами масс-спектрометрии, спектроскопии и электронной микроскопии определены топография и кинетика накопления продуктов фотолиза TlN3(А). Оценены эффективные константы скорости фотолиза азида таллия. В результате измерений фото-ЭДС, фототока, контактной разности потенциалов, вольт-амперных характеристик установлено, что при фотолизе азида таллия формируются наноразмерные системы TlN3(А) - Tl. Предложена модель фотолиза TlN3(А), включающая стадии генерации, рекомбинации и перераспределения неравновесных носителей заряда в контактном поле, образования конечных продуктов фотолиза.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ АЗИДА ТАЛЛИЯ»

ВЗАИМОСВЯЗЬ НАНОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИТ

плоскостных расстояний и размеров стенок пор.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изменение коэффициента селективности соответствует изменению удерживаемых объёмов Н2 и СО, и изменяется от 10 для УМС500 до 14 для УМС600, 7 - УМС700, и до 33 для УМС800.

2. Увеличение температуры получения УМС сопровождается монотонным ростом ширины и уменьшением высоты элементарных текстурных фрагментов, составляющих их матрицу.

3. Увеличения объёма пор в элементарных текстурных фрагментах УМС от УМС 500 к УМС 800 происходит монотонно и не коррелирует с быстрым ростом удельных удерживаемых объёмов Н2 и СО от УМС700 к УМС800.

4. Быстрое увеличение селективности разделения Н2 и СО в УМС800 в сравнении с УМС700 объясняется изменением электро-нодонорной и электроноакцепторной способности молекул аренов, составляющих стенки пор в ассоциатах аренов - ЭНТФ углеродной матрицы УМС.

Авторы благодарят А.В.Волгина, Т.М. Наймушину за участие в подготовке образцов УМС, С.Ю.Лырщикова за обсуждение методики и результатов квантово-химического моделирования аренов, В.М. Пугачёва, В.Г.Додонова за выполнение рентгенодиф-ракционного анализа образцов.

Работа выполнена при частичной поддержке фонда содействия развитию малых

форм предприятий в научно-технической сфере по программе "УМНИК", проект № 7961.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Stoeckli, F., Daguerre E., Gulliot A. (1999). Carbon, 37, [12], p.2075.

2. Stoeckli, F. and Centeno, T.A.. Carbon, 43, (2005), 1184-1190.

3. Junpirom, S., Do, D.D., Tangsathitkulchai, C. and Tangsathitkulchai, M. Carbon, 43, (2005), 1936-1943.

4. Blayden H.E., Gibson J., Riley H.L. An X-ray study of the structure of coals, cokes and chars. In the proc. of the conf. on the "Ultrafine Structure of Coals & Cokes. Jume 24th -25, 1943. The Royal Institution, London. Pp. 176 - 232.

5. Brown J. K., Hirsch P. B. Nature, v. 175 (1955), p.229.

6. Blumenfeld, L.A., Voevodsky, V.V. and Se-menov, A.G. (1962). Applications of electron spin resonance in chemistry, SB RAS., Novosibirsk (in Russian). 240 pp.

7. Huttepain, M. and Oberlin, A. Carbon, 28, (1990), 103-111.

8. Pat. № 4,734,394 / Process for producing molecular sieve carbon / Kosaka. - March 29, 1988.

9. Бервено А.В., Бервено В.П., Лырщиков С.Ю., Когодеев С.Е. Зависимость селективности восстановленного и окисленного молекулярно ситового углеродного волокна от температуры активации // Международная конференция «Физико-химические процессы в неорганических материалах», Кемерово, 10-12 октября 2007.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ АЗИДА ТАЛЛИЯ

Л.И. Шурыгина, Л.Н. Бугерко, Т.Ю. Кожухова

Методами масс-спектрометрии, спектроскопии и электронной микроскопии определены топография и кинетика накопления продуктов фотолиза TlN3(А). Оценены эффективные константы скорости фотолиза азида таллия. В результате измерений фото-ЭДС, фототока, контактной разности потенциалов, вольт-амперных характеристик установлено, что при фотолизе азида таллия формируются наноразмерные системы TlN3(А) - Т1. Предложена модель фотолиза TlN3(А), включающая стадии генерации, рекомбинации и перераспределения неравновесных носителей заряда в контактном поле, образования конечных продуктов фотолиза.

ВВЕДЕНИЕ

Выделяющиеся при фотохимическом разложении твердофазные продукты оказывают существенное влияние на фотохимические и фотоэлектрические свойства неорганических азидов [1-12]. Систематические исследования автокаталитического и сенсибилизирующего влияния твердофазных продуктов на фотолиз неорганических азидов [8-12], а также параллельное изучение фотолиза и электрофизических свойств искусственно сформированных систем «азид - металл» [13-20, 22, 23] позволили существенно продвинуться в направлении понимания механизма фотолиза неорганических азидов при глубоких степенях превращения.

В настоящем сообщении представлены результаты работы, направленной на исследование кинетических и спектральных закономерностей фотолиза до, в процессе и после предварительного разложения образцов азида таллия, идентификацию продуктов фотолиза Т^з(А), выяснение энергетической структуры контакта азид таллия - продукт фотолиза и причин, вызывающих продуктом разложения изменение фотохимической и фотоэлектрической чувствительности азида таллия.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Азид таллия марки А (™3(А)) [9, 10, 18] синтезировали методом двухструйной кристаллизации: в 0,2 н водный раствор нитрата таллия (квалификации х.ч.) по каплям приливали 0,2 н водный раствор дважды перекристаллизованного технического азида натрия (скорость сливания 2 капли в секунду, тСИНТе-за = 30 минут, 7= 293 К, рН = 3). Образцы для исследований готовили прессованием таблеток Т11\13(А) массой 150 мг при давлении 1-103 кг см"2, либо путем тщательного диспергирования в 98 % этиловом спирте навесок ™3(А) массой 150 мг, последующего равномерного нанесения (методом полива) в чашечки диаметром 1 см и сушили в эксикаторе в темноте при Т = 293 К [9, 10, 18]. Измерения скорости фотолиза (УФ), фототока (/Ф) и фото-ЭДС (иФ) образцов проводили в вакууме (110-5 Па). Источниками света служили ртутная (ДРТ-250) и ксеноновая (ДКсШ-1000) лампы. Для выделения требуемого участка спектра применяли монохроматор МСД-1 и набор светофильтров. Актинометрию источников света проводили с помощью радиационного термоэлемента РТ-0589. В качестве датчика при измерении VФ использовали

лампу РМО-4С омегатронного масс-спектрометра ИПДО-1, настроенного на частоту регистрации азота [19]. Измерения /ф и иФ проводили на установке, включающей электрометрический вольтметр В7-30 либо электрометр ТЯ-1501 [20]. Спектры диффузного отражения (ДО) до и после облучения образцов измеряли на спектрофотометре СФ-4А с приставкой ПДО-1 при давлении Р ~ 10-4 Па, используя устройство [21], при давлении 101,3 кПа на спектрофотометре Specord-M40 с приставкой на отражение 80d [22]. Контактную разность потенциалов (КРП) между азидом таллия, таллием и электродом сравнения из платины измеряли, используя модифицированный метод Кельвина [23]. Топографию твердофазных продуктов фотолиза азида таллия изучали методом угольных реплик на электронном микроскопе УЭМВ-1000.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате анализа кинетических закономерностей фотолиза и фототока азида таллия разных методов синтеза в зависимо-

сти

от

интенсивности

13 16 ? 1

(/=1-10 -1-10 квант-см -с ) и спектрального состава (350-1000 нм) падающего света было установлено, что азид таллия независимо от метода его приготовления проявляет общие кинетические закономерности. При облучении образцов светом X = 365 нм в области интенсивного освещения

14 9 1

(/>1-10 квант-см" с") при Т = 293 К на кинетических кривых \/ф можно выделить несколько участков: начальный (I), стационарный (II), возрастания (III), насыщения (IV) и спадания (V) (рисунок 1, кривая 1).

Рисунок 1. Кинетические кривые \/ф Т11\13(А)

14 9 1

при X = 365 нм и / = 3,17-10 квант-см -с" до

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ

АЗИДА ТАЛЛИЯ

(1) и после прерывания освещения на I (2), II (3), IV (4) и участках кривых VФ

Время реализации разных участков кинетических кривых Vф, а также значения Vф зависят от интенсивности падающего света. Снижение интенсивности падающего света приводит к уменьшению VФ, а также к увеличению продолжительности участков кинетических кривых. На рисунке 2 (кривая 1) приведены спектральные распределения VФ и /ф, построенные по стационарным значениям VФ и /ф. Видно, что длинноволновый край \/ф и /ф Т11\13(А) находится при X < 450 нм.

'ij

Г1 2 ¡à " ь» 4 Т

Я 1 _ в 2 1 1,2

é ^ 3 4

400 ^^Sïio 60« À, н м

Я 5 S -

-» э

10 5

Рисунок 2. Спектральное распределение Уф

(1, 3), /ф (2, 4) и иф (5) до (1, 2) и после облучения TIN3 (3, 4, 5) светом X = 365 нм и /= 1,0-1014 квант см"2 с"1

Различные виды предварительных обработок, которые приводят к частичному разложению азида таллия (прогрев в вакууме 110-5 Па в интервале температур 340-420 К, облучение светом, «старение» образцов, обработка в восстановительной среде), уменьшают или полностью устраняют начальный максимум (участок 1) на кинетических кривых Уф. Повторное (после прерывания света на I и II участках) освещение образцов не приводит к заметному изменению Уф на II, III, IV участках кинетических кривых Уф (рисунок 1, кривые 2, 3) и кривых спектрального распределения Уф и /ф. Предварительное экспонирование образцов в течение 100 мин. приводит к монотонному увеличению Уф до постоянных значений (рисунок 1, кривая 4). При этом наряду с увеличением Уф и /ф в собственной области поглощения TlN3(A) на кривых спектрального распределения Уф и /ф,

появляется новая область фоточувствительности, длинноволновый порог которой простирается до 620 нм (рисунок 2, кривая 2).

Для обнаружения частиц металла в диэлектриках авторы [27] предложили сопоставить экспериментально наблюдаемую зависимость фототока от частоты излучения с током фотоэмиссии на границе раздела «металл - диэлектрик». Ток фотоэмиссии на границе TIN3(A) - XI, вызываемый монохроматическим светом частоты ш > ю0, где ю0 - красная граница фотоэффекта, рассчитывали по [27]:

/ = A(m-m0)2f(y),

1

1 + 8;гехр(—у 2 ) + ...,/ « 1,

8 ^ 1 2 ~

— у- н---1—у - +...,у» 1.

15 2 9

где А - константа, определяемая свойствами металла и границы раздела; х - переменная интегрирования; у = h (ю - ш0) / Ед - характеристический параметр; h - постоянная Планка; Ед = 33,5 х s" х m / т0 - характеристическая энергия; т0 - масса электрона, m - эффективная масса; s - диэлектрическая проницаемость среды.

Установлено, что расчетные значения тока фотоэмиссии на границе TlN3(A) - Tl и экспериментально наблюдаемые значения фототока практически совпадают. Значения КРП для образцов, подвергнутых фотолизу, удовлетворительно совпадают с измеренными для искусственно нанесенного таллия [23] (таблица).

Таблица

Контактная разность потенциалов между азидом таллия, таллием и относительным

электродом из платины

Образец КРП, В

Давление, Па

МО5 110"5 МО"5* 110"5** 110"5***

TlN3(A) Tl +0,70 +1,00 +0,50 +1,08 +0,10 +1,08 +1,10 +1,00

* После предварительной тепловой обработки при Т = 350 К в течение 90 мин.

** После предварительного фотолиза при ( = 365 нм, I = 1(1014 квант(см-2(с-1. *** После предварительного термолиза при Т = 550 К в течение 180 мин.

При изучении топографии твердофазного продукта фотолиза азида таллия установлено, что при интенсивностях

Л Л Л ^ О Л

/ = 4-10 -8-10 квантсм" с" и временах облучения образцов (X = 365 нм), соответст-

о

2(1 - x)dx _i

1-ехрН» 2]

вующих достижению участков I и II кинетической кривой Уф, на кривых распределения частиц по размерам можно выделить максимумы, свидетельствующие о преимущественном формировании частиц размером 40-60 А и 100-120 А сферической формы, а

но л л

при интенсивностях /=1-10 -1-10 квант см"

2 1

•с" формируются частицы размером 100-120 А. Установлено, что число частиц на поверхности экспонированного при X = 365 нм и / = 3,17-1014 квант см"2 с"1 (участок I кинетической кривой \/ф) TIN3(A) составляет « Ю11-1012 см"2. При увеличении времени облучения азида таллия до участка III частицы фотолитического таллия достигают размера 0,1-1,2 мкм и приобретают огранку. При больших временах освещения, соответствующих временам достижения участка IV, поверхность образцов практически полностью покрывается фотолитическим металлом. При незначительных степенях фоторазложения TlN3(A) [10], когда перекрыванием частиц фотолитического таллия можно пренебречь, а концентрацию потенциальных центров роста (ТП+) считать постоянной, оценили удельную скорость формирования ядер (Муд = 5,210-11 моль-1 с-1 см-2) и концентрацию потенциальных центров образования частиц таллия (z0 = 1,3610 1 см-2) [24]. Видно, что концентрация потенциальных центров образования частиц таллия удовлетворительно совпадает с числом частиц, установленным по данным электронной микроскопии.

Полученные в настоящей работе и ранее [10, 15, 18, 23] данные свидетельствуют, прежде всего, о том, что основными продуктами фотолиза TlN3(A) в условиях высокого вакуума являются металлический таллий и газообразный азот. Причем, продукты фотолиза TlN3(A) образуются в стехиометриче-ском соотношении и, в основном, на поверхности образцов, а наблюдаемые в результате облучения изменения на кинетических кривых и кривых спектрального распределения Уф и /ф обусловлены образованием частиц таллия. Для выяснения механизма влияния таллия на фотолиз TlN3(A) были измерены вольтампер-ные характеристики (ВАХ), иф систем TlN3(A) - Tl (продукт фотолиза) и КРП.

Из анализа ВАХ и результатов измерений КРП (таблица) было установлено, что в области контакта TlN3(A) - Tl (из-за несоответствия между работами выхода из контактирующих партнеров) возникает запорный электрический слой, контакт TlN3(A) - Tl проявляет выпрямляющие свойства.

Полярность иф (рисунок 2), оставаясь неизменной по всему спектру, соответствует

положительному знаку со стороны азида таллия, а кривые спектрального распределения Щ, Vф, /ф коррелируют друг с другом. Генерация иф прямо свидетельствует о формировании в процессе фотолиза ™3(А) микрогетерогенных систем ™3(А) - Т1, темновые и фотопроцессы на границе раздела которых обеспечивают увеличение Уф и /ф в собственной области поглощения азида таллия (рисунок 1, 2), а также появление новой длинноволновой области фоточувствительности (рисунок 2). На рисунке 3 приведена диаграмма энергетических зон контакта ™3(А) -Т1, при построении которой использованы результаты измерений КРП, ВАХ, данные по спектральному распределению иф, Vф и /ф, а также результаты измерений внешнего фотоэффекта. При воздействии света из области собственного поглощения азида таллия имеет место интенсивная генерация электрон-дырочных пар в азиде таллия (рисунок 3, переход 1) N3" N3° + е.

Рисунок 3. Диаграмма энергетических зон гетеросистемы ™3(А) - Т1, EV - уровень потолка валентной зоны, Ес - уровень дна зоны проводимости, Ер - уровень Ферми, Е0 - уровень вакуума, Я - центр рекомбинации

Так как квантовый выход фотолиза, оцененный по начальному участку кинетической кривой Уф (при т = 60 с), составляет 2,710-3, часть генерированных носителей заряда ре-комбинирует (рисунок 3, переходы 3) + е К0 + р где - центр рекомбинации, а также перераспределяются в контактном поле, сформированном из-за несоответствия между термоэлектронными работами выхода азида таллия и фотолитического таллия и наличием собственных поверхностных электронных состояний (СПЭС) [19], с переходом

ЗАКОНОMЕРНОСТИ ФОРMИРОВАНИЯ НАНОРАЗMЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТАЛЛИЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ

АЗИДА ТАЛЛИЯ

неравновесных электронов из зоны проводимости азида таллия на уровни СПЭС (Тп+) или непосредственно в металл (Tl+) (рисунок 3, переходы 4, 5) Тп+ + е ^ Тп , Tl+ + е ^ Tl0. Концентрация дырок в области пространственного заряда азида таллия по сравнению с концентрацией их в необлученном азиде будет возрастать. Возрастание концентрации дырок в области пространственного заряда азида таллия приводит к соответствующему увеличению /ф и Уф по принимаемым для фотолиза АТМ реакциям образования азота:

р + Ук- ^ Ук0 + р ^ Ук+ ^ 3N2 + 2 Уа+ + Ук-, где Уа+ и Ук- - анионная и катионная вакансии.

При фотолизе азида таллия одновременно с выделением азота образуется и фо-толитический таллий. Формирование частиц фотолитического таллия, по нашему мнению, происходит с участием СПЭС

Тп0 + Tl+ ^ (Тп Tl)+ + е ^ ... ^ (Тп Tlm)+.

Наблюдаемое уменьшение Уф на начальном участке (I) кинетических кривых в процессе и после экспонирования образцов подтверждает необратимый расход поверхностных центров. В процессе роста частиц фотолитического таллия формируются микрогетерогенные системы азид таллия - таллий (продукт фотолиза).

Генерированные в области пространственного заряда азида таллия пары носителей перераспределяются в контактном поле, сформированном из-за несоответствия между термоэлектронными работами выхода азида таллия и фотолитического таллия, с переходом неравновесных электронов из зоны проводимости ™3(А) в металл (рис. 3, переход 5)

(Тп Tlm)+ + е ^ (Тп Tlm)0.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Одновременно имеет место фотоэмиссия дырок из фотолитического таллия в валентную зону азида таллия (рисунок 3, переход 2). Эти процессы, во-первых, приводят к возрастанию концентрации дырок и, как следствие, к увеличению Уф (участок III); во-вторых, могут стимулировать диффузию ме-жузельных ионов таллия к растущим частицам

(Тп Tlm)° + Tl+ ^ (Тп TU0+.

При этом формируется иф положительного знака со стороны азида таллия, которая может способствовать дальнейшему увеличению размеров частиц. При воздействии на системы ™3(А) - Tl света из длинноволновой области спектра имеет место фотоэмиссия дырок из металла в валентную зону азида таллия (рисунок 3, переход 2), что приводит к появлению иф, Уф и /ф у предварительно

фоторазложенных препаратов в длинноволновой области спектра. Обнаруженные закономерности изменения фотолитическим таллием фоточувствительности азида таллия в длинноволновой области спектра согласуются с изложенным. Действительно, формируется иФ положительного знака со стороны азида таллия, энергетическое положение длинноволнового порога иФ, УФ и /ф для систем TlN3(A) - Tl удовлетворительно совпадает с величиной энергетического барьера для перехода дырок из таллия в валентную зону азида таллия (рисунок 3, переход 2).

Для определения лимитирующей стадии процесса роста частиц фотолитического таллия рассчитали время, в течение которого подвижный ион Tl+ диффундирует к нейтральному центру (Тп Tlm) . Среднее время релаксации при диффузионном протекании процесса может быть оценено [25]:

тп = е (сга кь-ту , где е - заряд электрона; а - постоянная решетки TlN3(A) (a(TlN3(A)) = 6,2310-8 см), 7= 293 К, kb - постоянная Больцмана.

Расчетное значение тп = 66 с, константа скорости фотолиза (к11) при этом составляет

II ? 1

к = 1/т„ » 1,51-10" с". Совпадение констант скорости фотолиза с /с" дает основание полагать, что лимитирующей стадией процесса фотолиза TlN3(A) является диффузия межу-зельных катионов таллия к нейтральному центру (ТпТ1т)0.

Работа поддержана грантом Президента РФ для поддержки ведущих научных школ НШ - 20.2003.3.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Янг Д. Кинетика разложения твердых веществ. - М.: Мир. 1969. - 263 с.

2. Савельев Г. Г., Гаврищенко Ю. В., Захаров Ю. А. // Изв. вузов. Физика. 1968. Т.

71. № 7. С. 2.

3. Deb S. K. // Trans. Farad. Soc. 1969. V. 65. P. 3187.

4. Evans B. L., Yoffe A. D. // Proc. Roy. Soc. 1959. V. 250. Р. 364.

5. Verneker V. R. P., Forsylg A. С. // J. Phys. Chem. 1967. V. 72. № 12. P. 3736.

6. Jaœbs R. W. M., Tompkings F. C., Verneker V. R. P. // J. Phys. Chem. 1962. V. 66. P. 1113.

7. Verneker V. R. P. // J. Phys. Chem. 1968. V.

72. № 5. P. 1733.

8. Суровой Э. П., Сирик С. М., Бугерко Л. Н. // Химическая физика. 1999. Т. 18. № 2. С. 44.

9. Суровой Э. П., Захаров Ю. А., Бугерко и др. // Химия высоких энергий. 1999. Т. 33. № 5. С. 387.

10. Суровой Э. П., Шурыгина Л. И., Бугерко Л. Н. // Химическая физика. 2003. Т. 22. № 9. С. 24.

11. Суровой Э. П., Бугерко Л. Н., Расматова С. В. // Журн. физ. химии. 2004. Т. 78. № 4. С. 663.

12. Суровой Э. П., Сирик С. М., Бугерко Л. Н. // Журн. физ. химии. 2008. Т. 82. № 2. С. 362.

13. Суровой Э. П., Бугерко Л. Н., Расматова С. В. // Журн. физ. химии. 2005. Т. 79. № 6. С. 1124.

14. Суровой Э. П., Сирик С. М., Бугерко Л. Н. // Хим. физика. 2000. Т. 19. № 8. С. 20.

15. Власов А. П., Суровой Э. П. // Журн. физ. химии. 1991. Т. 65. № 6. С. 1465.

16. Суровой Э. П., Сирик С. М., Бугерко Л. Н. // Журн. физ. химии. 2000. Т. 74. № 5. С. 927.

17. Суровой Э. П., Бугерко Л. Н., Расматова С. В. // Журн. физ. химии. 2006. Т. 80. № 7. С. 1308.

18. Суровой Э.П., Шурыгина Л.И., Бугерко Л.Н. // Хим. физика. 2001. Т. 20. № 12. С. 15.

19. Суровой Э. П., Бугерко Л. Н. // Хим. физи-

ка. 2002. Т. 21. № 7. С. 74.

20. Суровой Э. П., Бугерко Л. Н., Захаров Ю. А. и др. // Материаловедение. 2002. № 9. С. 27.

21. Турова А. И., Адушев Г. П., Суровой Э. П. и др. А.с. 1325332 СССР. // Б.И. 1987. № 27.

22. Суровой Э. П., Сирик С. М., Бугерко Л.Н. // Материаловедение. 2006. № 3. С. 17.

23. Суровой Э. П., Титов И. В., Бугерко Л. Н. // Материаловедение. 2005. № 7. С. 15.

24. Розовский А.Я. Гетерогенные химические реакции. Кинетика и механизм. - М.: Наука. 1980. - 264 с.

25. Мейкляр П.В. Физические процессы при образовании скрытого фотографического изображения. - М.: Наука. 1972. - 399 с.

26. Evans B.L., Joffe A.D., Grey P. // Chem. Rev. 1959. V. 59. № 4. P. 519.

27. Бродский А.М., Гуревич Ю.Я. Теория электронной эмиссии из металлов. - М.: Наука. 1973. - 256 с.

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ Agi ИЗ

ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Б.А. Сечкарев, Ф.В. Титов, Д.В. Дягилев, У.В. Шараева, А.А. Владимиров

В работе исследовано влияния температуры кристаллизации и концентрации галоге-нид ионов на размер получаемых наночастиц Agi, образованных в вводно-желатиновом растворе, в процессе реакции растворов их солей. Изучено влияние положения экситонного пика оптического поглощения на размер образующихся частиц иодида серебра. Показано, что увеличение размера наночастиц приводит к постепенному сдвигу пика в длинноволновую область. Установлено, что для частиц с размером свыше 150 нм характерен экситонный пик объемных кристаллов.

ВВЕДЕНИЕ

Получение частиц в нанокристалличе-ском состоянии различных химических соединений и изучение физико-химических свойств, одна из основных задача современного материаловедения. Для этих целей в последние время применяют способы получения в коллоидных системах, например химическое осаждение из водных растворов, обратные микроэмульсионные системы [1, 2].

Настоящая работа посвящена изучению влияния основных параметров кристаллизации на размер и оптические свойства полу-

чаемых частиц Ад! из водных растворов. Среди галогенидов серебра AgI единственное полиморфное соединение. При осаждении из растворов в избытке ионов Ад+ получаются, преимущественно кристаллы, с гра-нецентрированной кубической решеткой, а в избытке ионов I-, преимущественно, с гексагональной решеткой. Кроме того, ряд экспериментальных данных свидетельствует, что существование той или иной решетки связанно с наличием структурных фазовых переходов для малых частиц [3]. Так, в зависимости от размера частицы AgI имеют разную (гексагональную при г<20 пт и кубическую при г>30 пт) структуру.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.