Графеноподобный углерод шунгитовых пород Карелии как основа для получения наноструктурированных пленок

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.