Особенности процесса гальванического осаждения металлов в порах трековых мембран

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе рассмотрены особенности получения металлических нанопроволок методом матричного синтеза на основе трековых мембран. В первой части работы рассмотрены основные идеи метода и дан обзор литературы, посвященной получению нанопроволок различных типов – однокомпонентных (из одного металла), и многокомпонентных – из двух или нескольких металлов. Для второго случая рассмотрены варианты получения гомогенных структур – т.н. сплавов и гетерогенных структур – т.н. слоевых нанопроволок. Рассмотрен ряд специфических особенностей метода электроосаждения при проведении процесса в ограниченном объеме пор мембраны. Во второй части работы рассмотрены экспериментальные результаты, полученные авторами при изучении электросаждения нанопроволок из сплава железо–никель. Целью было установление связи условий синтеза НП с их структурой и элементным составом. Исследовались особенности гальванического осаждения НП, их топография изучена методом электронной микроскопии (с элементным анализом), для исследования структуры применялся рентгеновский метод. Обнаружено т.н. аномальное электроосаждение железа. Обсуждается зависимость интегрального элементного состава полученных нанопроволок от диаметра пор и от ростового напряжения. Получены данные о характере распределения элементов по длине нанопроволок; показано, что неравномерность состава определяется условиями получения (в частности, различной диффузионной подвижностью ионов в узких поровых каналах) и также зависит от напряжения и диаметра поровых каналов. На основании рентгеноструктурных данных определен тип решетки (ГЦК) и показан характер изменения параметра решетки, предположительно связанный с различием ионных радиусов металлов.

Об авторах

Д. Л. Загорский

Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук

Email: doludenko.i@yandex.ru
Россия, 119333, Москва

И. М. Долуденко

Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: doludenko.i@yandex.ru
Россия, 119333, Москва

Д. Р. Хайретдинова

Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” Российской академии наук; Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: doludenko.i@yandex.ru
Россия, 119333, Москва; Россия, 119049, Москва

Список литературы

  1. Дюррани С.А., Балл Р.К. Твердотельные ядерные детекторы: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990. 264 с.
  2. Флеров Г.Н. // Вестник АН СССР. 1984. № 4. С. 35.
  3. Брок Т. Мембранная фильтрация: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 464 с.
  4. Апель П.Ю., Дмитриев С.Н. Мембраны. 2004. № 3(23). С. 32.
  5. Possin G.E. // Rev. Sci. Instrum. 1970. V. 41. № 5. P. 772.
  6. Kawai S., Ueda R.J. // Electrochem. Soc. 1975. V. 112. № 1. P. 32.
  7. Chakavarti S.K., Vetter J. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 1991. V. 62. № 1. P. 109.
  8. Vetter J., Spohr R. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 1993. V. 79. № 1–4. P. 691.
  9. Martin S. // Science. 1994. V. 268. № 5193. P. 1961.
  10. Masuda H., Fukuda K. // Science. 1995. V. 268. № 5216. P. 1466.
  11. Елисеев А., Лукашин А. Функциональные наноматериалы. М.: Физматлит, 2010. 456 с.
  12. Анищик В.М. Наноматериалы и нанотехнологии. Минск: Изд-во БГУ, 2008. 375 с.
  13. Toimil-Molares M.E. Beilstein J. Nanotechnology. 2012. V. 3. P. 860.
  14. Иванов А.А., Орлов В.А. // Физика твердого тела. 2011. Т. 83. № 12. С. 2318.
  15. Lupu N. Electrodeposited Nanowires and Their Applications. Intech, 2010. 236 p.
  16. Akapiev G.N., Dmitriev S.N., Erler B., Shirkova V.V., Shultz A., Pietsch H. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 2003. V. 208. P. 133.
  17. Schulz A., Akapiev G.N., Shirkova V.V., Rosler H., Dmitriev S.N. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 2005. V. 236. № 1–4. P. 254.
  18. Панов Д.В., Бычков В.Ю., Тюленин Ю.П., Загорский Д.Л., Каневский В.М., Волчков И.С. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2021. № 12. С. 12.
  19. Maurer F., Dangwal A., Lysenkov D., Muller G., Toimil–Molares M.E., Trautmann C., Brotz J., Fuess H. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 2006. V. 245. № 1. P. 337.
  20. Dangwal A., Pandey C.S., Muller G., Karim S., Cornelius T.W., Trautmann C. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. № 6. P. 063115
  21. Zagorskiy D.L., Bedin S.A., Oleinikov V.A., Polyakov N.B., Rybalko O.G., Mchedlishvili B.V. // Radiation Meas. 2009. V. 44. № 9–10. P. 1123.
  22. Oleinikov V.A., Zagorski D.L., Bedin S.A., Volosnikov A.A., Emelyanov P.A., Kozmin Y.P., Mchedlishvili B.V. // Radiation Meas. 2008. V. 43. P. S365.
  23. Kozhina E.P., Bedin S.A., Nechaeva N.L., Podoynitsyn S.N., tarakanov V.P., Andreev S.N., Grigoriev Y.V., Naumov A.V. // Appl. Sci. 2021. V. 11. № 4. P. 1375.
  24. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 786 с.
  25. Piraux L. Appl. Sci. 2020. V. 10. № 1832. P. 1.
  26. Коротков В.В., Кудрявцев В.Н., Загорский Д.Л., Бедин С.А. // Гальванотехника и обработка поверхности. 2011. Т. 19. № 4. С. 23.
  27. Коротков В.В., Кудрявцев В.Н., Кругликов С.С., Загорский Д.Л., Сульянов С.Н., Бедин С.А. // Гальванотехника и обработка поверхности. 2015. Т. 23. № 1. С. 24.
  28. Кругликов С.С., Загорский Д.Л., Колесников В.А., Долуденко И.М., Бедин С.А. // Теоретические основы химической технологии. 2021. Т. 55. № 4. С. 1.
  29. Vazquez M. Magnetic Nano- and Microwires: Design, Synthesis, Properties and Applications. Elsevier: Woodhead Publishing, 2015. 815 p.
  30. Давыдов А.А., Волгин В.М. // Электрохимия. 2016. Т. 52. № 9б. С. 905.
  31. Mansouri N., Benbrahim-Cherief N., Chainet E., Charlot F., Encinas T., Boudinar S., Benfedda B., Hamadou L., Kadri A. // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 493. № 1. P. 165 746.
  32. Загорский Д.Л., Долуденко И.М., Каневский В.М., Гилимьянова А.Р., Менушенков В.П., Савченко Е.С. // Известия РАН. Серия физическая. 2021. Т. 85. № 8. С. 1090.
  33. Fert A., Piraux L. // J. Magn. Magn. Mater. 1999. V. 200. № 1–3. P. 338.
  34. Mourachkine A., Yazyev O.V., Ducati C., Ansermet J.-Ph. // NANO Letters. 2008. V. 8. № 11. P. 3683.
  35. Lee C., Oh Y., Yoon I.S., Kim S.H., Ju B.K., Hong J.M. // Nature—Scientific Reports. 2018. V. 8. P. 2763.
  36. Ripka P., Grim V., Mirzaei M., Hrakova D., Uhrig J., Emmerich F., Thielemann Ch., Hejtmanek J., Kaman O., Tesar R. // Sensors. 2021. V. 21. № 3. P. 1.
  37. Cui Y., Wei Q., Park H., Lieber C.M. // Science. 2001. V. 293. № 5533. P. 1289.
  38. Гуляев Ю.В., Чигарев С.Г., Панас А.И., Вилков Е.А., Максимов Н.А., Загорский Д.Л., Шаталов А.С. // Письма в Журн. Технической физики. 2019. Т. 45. № 6. С. 27.
  39. Жигалина О.М., Хмеленин Д.Н., Иванов И.М., Долуденко И.М., Загорский Д.Л. Кристаллография. 2021. Т. 66. № 6. С. 959.
  40. Zagorskiy D., Doludenko I., Zhigalina O., Khmelenin D., Kanevskiy V. // Membranes. 2022. V. 12(2) P. 195.
  41. Долуденко И.М. // Перспективные материалы. 2021. № 8. С. 74.

Дополнительные файлы


© Д.Л. Загорский, И.М. Долуденко, Д.Р. Хайретдинова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».