Розробка та дослідження нових наноматеріалів для електроніки типу ZnSXSe1-X, створених методом самопоширюваного високотемпературного синтезу

Abstract

UK: Синтезовано нанокристали твердих розчинів ZnSxSe1-x методом самопоширюваного високотемпературного синтезу із кроком параметра x = 0.2, з відтвореними та контрольованими властивостями та низькою собівартістю. Основна частина. Склад закладеної шихти до синтезу та отриманого після синтезу порошку відрізняється. Розміри нанокристалів ZnSxSe1-x, розраховані методом Дебая−Шеррера, склали від 60 ± 5 нм до 80 ± 5 нм. Отримані нами ступені мікронапруги та щільності дислокацій характерні для однорідних складів із високою досконалістю кристалічної структури. НК для всіх параметрів складу характерна присутність гексагональної та кубічної фази. При зменшенні параметра x в НК ТР ZnSxSe1-x частка кубічної фази зростає. У спектрах ЕПР у всіх складах спостерігається надтонка структура, характерна для парамагнітних центрів Mn2+. У складах з 0.4 ≤ x ≤ 1 спостерігається здвоєність ліній ЕПР, зумовлена різним локальним оточенням іонів Mn2+. За зміною констант надтонкої структури ЕПР від величини А = 6.88÷6.91 мТл до величини А = 6.55 мТл можна зробити висновок, що у складах з 0.4 ≤ x ≤ 1 іони Mn2+ оточені іонами сірки, а у складах з x ≤ 0.2 іони Mn2+ знаходяться в оточенні іонів селену. У неосвітлених НК ZnSxSe1-x у складах з 0.8 ≤ x ≤ 1 є одиночна лінія ЕПР іонів Cr+. Висновки. Отримані нанокристали рекомендовані до застосування у таких галузях промисловості: матеріали наноелектроніки, куполи ракет для військової сфери або довговічні захисні покриття.

EN: Introduction. Nanocrystals of ZnSxSe1-x solid solutions were synthesized by the combustion synthesis method with a parameter step of x = 0.2, with reproducible and controlled properties and low cost. Results. The composition of the charge placed before synthesis and the powder obtained after synthesis is different. The sizes of ZnSxSe1-x nanocrystals calculated by the Debye-Scherrer method ranged from 60±5 nm to 80±5 nm. The obtained degrees of microstress and dislocation density are characteristic of homogeneous compositions with high perfection of the crystal structure. NCs are characterized by the presence of hexagonal and cubic phases for all parameters of x composition. When the parameter x decreases in nanocrystals of ZnSxSe1-x solid solutions, the proportion of the cubic phase increases. A hyperfine structure characteristic of paramagnetic Mn2+ centers is observed in the EPR spectra of all compositions. In compositions with 0.4 ≤ x ≤ 1, there is a duality of the EPR caused by a different local environment of Mn2+ ions. According to the change in the EPR hyperfine structure due to constants from A = 6.88÷6.91 mT to A = 6.55 mT, it can be concluded that Mn2+ ions are surrounded by sulfur ions in compositions with 0.4 ≤ x ≤ 1, and Mn2+ ions are surrounded by selenium ions in compositions with x ≤ 0.2. Unexposed ZnSxSe1-x nanocrystals in compositions with 0.8 ≤ x ≤ 1 have a single EPR line of Cr+ ions. Conclusions. The obtained nanocrystals are recommended for use in the following areas of industry: materials for nanoelectronics, domes of missiles for the military sphere, or durable protective coatings.