Аналіз температурно-залежних поверхневих властивостей у системі Ni/SiO2/Si під час електронно-променевого осадження
Анотація
У цьому дослідженні ми вивчали морфологічні властивості тонких плівок нікелю (Ni) у формі острівців, сформованих на підкладці SiOx/Si за допомогою методу електронно-променевого випаровування. Морфологію досліджували за допомогою скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) та атомно-силової мікроскопії (АСМ). Зображення СЕМ аналізували за допомогою програмного забезпечення ImageJ для визначення розміру, щільності, розподілу та коефіцієнта покриття острівців. Результати показали сильну залежність морфології островів від температури підкладки: при 20°C острови мали неправильну форму з щільністю 103 мкм⁻², тоді як при 250°C та 500°C острови набували більш сферичної форми, а їх щільність збільшувалася до 751,8 та 1212,4 мкм⁻² відповідно. АСМ-аналіз підтвердив рівномірний розподіл островів та їх середню висоту (15,4 нм). EDS-аналіз виявив наявність та рівномірний розподіл елементів Si, O та Ni на поверхні. Ці результати підтверджують, що температура підкладки є критичним фактором у процесі формування островів.
Завантаження
Посилання
J. Cheng, X. Zhang, and Y. Ye, “Synthesis of nickel nanoparticles and carbon encapsulated nickel nanoparticles supported on carbon nanotubes,” Journal of Solid-State Chemistry, 179(1), 91-95 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jssc.2005.10.001
J. Xia, G. He, L. Zhang, X. Sun, and X. Wang, “Hydrogenation of nitrophenols catalyzed by carbon black-supported nickel nanoparticles under mild conditions,” Applied Catalysis B: Environmental, 180, 408-415 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2015.06.043
A. Singh, S.L. Chang, R.K. Hocking, U. Bach, and L. Spiccia, “Highly active nickel oxide water oxidation catalysts deposited from molecular complexes,” Energy & Environmental Science, 6(2), 579-586 (2013). https://doi.org/10.1039/C2EE23862D
J. Mroziński, “New trends of molecular magnetism,” Coordination chemistry reviews, 249(21-22), 2534-2548 (2005). https://doi.org/10.1016/j.ccr.2005.05.013
R. Poulain, G. Lumbeeck, J. Hunka, J. Proost, H. Savolainen, H. Idrissi, et al., “Electronic and chemical properties of nickel oxide thin films and the intrinsic defects compensation mechanism,” ACS Applied Electronic Materials, 4(6), 2718-2728 (2022). https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c00230
S. Nadaf, G.K. Jena, N. Rarokar, N. Gurav, M. Ayyanar, S. Prasad, and S. Gurav, “Biogenic and biomimetic functionalized magnetic nanosystem: Synthesis, properties, and biomedical applications,” Hybrid Advances, 3, 100038 (2023). https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2023.100038
D. Zhou, X. Guo, Q. Zhang, Y. Shi, H. Zhang, C. Yu, and H. Pang, “Nickel‐based materials for advanced rechargeable batteries,” Advanced Functional Materials, 32(12), 2107928 (2022). https://doi.org/10.1002/adfm.202107928
S.G. Danjumma, Y. Abubakar, and S. Suleiman, “Nickel oxide (NiO) devices and applications: a review,” J. Eng. Res. Technol, 8, 12-21 (2019). https://doi.org/10.17577/IJERTV8IS040281
B. Han, B. Yu, J. Wang, M. Liu, G. Gao, K. Xia, et al., “Understanding the electronic metal-support interactions of the supported Ni cluster for the catalytic hydrogenation of ethylene,” Molecular Catalysis, 511, 111731 (2021). https://doi.org/10.1016/j.mcat.2021.111731
Z. Shang, S. Li, L. Li, G. Liu, and X. Liang, “Highly active and stable alumina supported nickel nanoparticle catalysts for dry reforming of methane,” Applied Catalysis B: Environmental, 201, 302-309 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.08.019
L. Liu, and A. Corma, “Metal catalysts for heterogeneous catalysis: from single atoms to nanoclusters and nanoparticles,” Chemical reviews, 118(10), 4981-5079 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00776.
T.K. Turdaliev, K.B. Ashurov, and R.K. Ashurov, “Morphology and Optical Characteristics of TiO2 Nanofilms Grown by Atomic-Layer Deposition on a Macroporous Silicon Substrate,” Journal of Applied Spectroscopy, 91(4), 769-774 (2024). https://doi.org/10.1007/s10812-024-01783-z
I.J. Abdisaidov, S.G. Gulomjanova, I.K. Khudaykulov, and K.B. Ashurov, “The Low-Temperature Growth of Carbon Nanotubes Using Nickel Catalyst,” East European Journal of Physics, (3), 355-358 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-41
F.A. Silva, V.M.M. Salim and T.S. Rodrigues, “Controlled Nickel Nanoparticles: A Review on How Parameters of Synthesis Can Modulate Their Features and Properties,” Applied Chem. 4(1), 86-106 (2024). https://doi.org/10.3390/appliedchem4010007
P. Camilos, C. Varvenne, and C. Mottet, “Size and shape effects on chemical ordering in Ni–Pt nanoalloys,” Physical Chemistry Chemical Physics, 26(21), 15192-15204 (2024). https://doi.org/10.1039/D4CP00979G
A.S. Al-Fatesh, N.A. Bamatraf, S.B. Alreshaidan, J.K. Abu-Dahrieh, N. Patel, A.A. Ibrahim, et al., “Cost-effective single-step synthesis of metal oxide-supported Ni catalyst for H2-production through dry reforming of methane,” Arabian Journal for Science and Engineering, 49(6), 8031-8047 (2024). https://doi.org/10.1007/s13369-023-08576-0
S. Mehravar, B.M. Garmejani, and S. Fatemi, “Nickel-Deposited Hexagonal Boron Nitride Composites via Chemical Vapor Deposition: Unlocking Enhanced Magnetic Properties for Advanced Technologies,” Journal of Materials Chemistry C, 13, 6823-6830 (2025). https://doi.org/10.1039/D4TC05281A
X. Chen, Z. Li, Y. Zhao, C. Qi, S. Li, and F. Li, “Wetting and interfacial phenomena between a Ni-based superalloy and silica-based ceramic cores with ZrSiO4 additions,” Journal of Physics: Conference Series, 2671(1), 012025 (2024). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2671/1/012025
B.C. Bayer, D.A. Bosworth, F.B. Michaelis, R. Blume, G. Habler, R. Abart, et al., “In situ observations of phase transitions in metastable nickel (carbide)/carbon nanocomposites,” The Journal of Physical Chemistry C, 120(39), 22571-22584 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b01555
Авторське право (c) 2025 А.А. Рахімов, І.Х. Худайкулов, А.А. Ісматов, М.М. Аділов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
