Графеноподобный углерод шунгитовых пород Карелии как основа для получения наноструктурированных пленок

Анна Аркадьевна Ковальчук, Александр Владимирович Приходько, Олег Игоревич Коньков, Наталья Николаевна Рожкова, Anna Kovalchuk, Alexander Prikhodko, Oleg Konkov, Natalia Rozhkova

Аннотация


В работе предложена технология получения тонких пленок из природного шунгитового наноуглерода методом сублимации в вакууме на стеклянные подложки с нанесенными токопроводящими тонкими покрытиями (In2O3, ITO, ZnO). Толщина и однородность полученных углеродных пленок оценивались при помощи лазерного 3D-микроскопа. Микроструктуру и морфологию пленок контролировали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), и метода комбинационно рассеяния света. При рассмотрении углеродной пленки на кварцевом стекле, покрытом проводящей пленкой In2O3, с помощью СЭМ были обнаружены наночастицы углерода, образующие тонкие пленки на зернах In2O3 и трехмерные сетки в пространстве между зернами. Отмечено  узкое распределение наночастиц и ячеек сетки по размерам 50-100 нм.

Более однородную поверхность и плотность покрытия подложки образует углеродная пленка на структурированном кварцевом стекле с ZnO. В процессе возгонки на подложке c ITO методом микрозондового анализа обнаруживаются микрокристаллы NaCl, покрытые наноуглеродной пленкой. Эта пленка может быть выделена при растворении кристаллов NaCl. Проведено сравнение спектров КРС углеродных пленок на подложках с проводящими контактами (In2O3, ZnO и ITO) со спектром исходного шунгитового порошка. Наблюдается инверсия основных D, G пиков, причем D-линия резко уменьшается по интенсивности. Сравнение полученных спектров со спектром графена выявило совпадение G-линий обоих материалов. Углеродные пленки могут найти применение в качестве износостойких покрытий для жестких дисков, оптических устройств, а также в полупроводниковых технологиях и электрохимических приложениях.


Ключевые слова


наноуглерод; углеродные пленки; сублимация; спектроско- пия комбинационного рассеяния; сканирующая электронная микроскопия.

Полный текст:

PDF

Литература


Рожкова Н.Н., Ковальчук А.А., Коньков О.И., Приходько А.В. Заявка на патент РФ № 2016144257 (070971) от 10.11.2016. Способ получения углеродной пленки.

Рожкова Н.Н., Михайлина А.А., Рожков С.С. Наноструктуры шунгитового углерода в природе, дисперсиях и гибридных материалах // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 17. Петрозаводск: КарНЦ РАН. 2014 С. 86-93.

Филиппов М.М. Шунгитовые породы Карелии: черная Олонецкая земля, аспидный сланец, антрацит, шунгит. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2004. – 488 с.

Rozhkova N. N., Mikhaylina A. A., Rozhkov S. S., Sadovnichi R. V. Graphenes, stacks and globules in multiple nanoparticles of shungite carbon and new materials // The Ninth International Conference “Material Technologies and Modeling”, Ariel University, Ariel, Israel July 25 – 29 2016. – P. 2-34 – 2-40.

Sadovnichii R. V., Rozhkov S. S., Rozhkova N. N. The use of shungite processing products in nanotechnology: Geological and Mineralogical Justification // Smart Nanocomposites - 2016. - V. 7. – N 2. - P. 111-119.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/geo858

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2018