Научные труды

Особенности термодинамики формирования композитных наночастиц

Features of Thermodynamics in Composite Nanoparticles Formation

УДК: 539.25 DOI: 10.18101/978-5-9793-0883-8-5-12

Статья посвящена механизму возникновения и формированию янусподобных наночастиц TaSi2/Si и частиц ядро- оболочка Cu/SiO2, полученные в условиях совместного испарения и конденсирования кремния с танталом и медью. Показа- но, что формирование, морфология и фазовый состав наночастиц зависит от химического взаимодействия компонентов при кристаллизации. Использование янусчастиц и частиц ядро-оболочка приводит к возможности применения в электронных приборах, в качестве объектов с уникальными электрофизическими свойствами: электрическими и оптическими, каталитической активностью, комбинационным рассеянием, поверхностным плазмонным резонансом. Наличие барьера Шоттки в янусподобных наночастицах TaSi2/Si может обуславливать наличие у них еще одного уникального свойства – нелинейной проводимости.

The article is devoted to the mechanism of the origin and formation of Janus-like nanoparticles TaSi2 / Si particles and core-shell Cu / SiO2, resulting in a co-evaporation and condensation of silicon with tantalum and copper. The formation, morphology and phase composition of the nanoparticles depend on the chemical interaction of components in the process of crystallization. Using the Janus particles and core-shell particles leads to the possibility of use in electronic devices, as objects with unique physical properties: electrical and optical, catalytic activity, Raman scattering, surface plasmon resonance. The presence of the Schottky barrier at the Janus-like TaSi2 / Si nanoparticles can condition that they have another unique property – nonlinear conduction.

эвтектика, химические соединения, силицид тантала, янусчастица, твердый раствор, кристаллизация,
наночастица, ядро-оболочка.

eutectic, chemical compounds, tantalum silicide, janus-particle solid solution crystallization, nanoparticle, core-shell.

1. Georgios A. Sotiriou, Ann M. Hir, Pierre-Yves Lozach, Gulbransen, E.A.; Andrew, K.F.; Brassart, F.A. Oxidation of silicon at high temperatures and low pressure under flow conditions and the vapor pressure of silicon. J. Electrochem. Soc.1966, 113, 834–837.



2. Schlesinger M.E. //The Si-Ta (Silicon-Tantalum) System// University of Missouri-Rolla Jommal of Phase Equilibria Vol. 15



No. 1.



3. Georgios A. Sotiriou, Ann M. Hir, Pierre-Yves Lozach, Alexandra Teleki, Frank Krumeich, and Sotiris E. Pratsinis // Chem. Mater.- 2011. 23 (7), pp. 1985–1992.



4. Fu X., Liu J., Yang H., Sun J., Li X., Zhang X., Jia Y. // Materials Chemistry and Physics. – 2011. V.130. I.1-2. P. 334-339.



5. Ravindra N.M., Jin L., Ivanov D., Menta V.R., Dieng L.M., Popov G., Gokce O.H., Grow J., Fiory A.T. // J. of Electronic



Materials. – 2002. V.31. N.10. P.1074 -1079.



6. Номоев А.В., Бардаханов С.П. //Синтез и механизм образования янусподобных наночастиц силицида тантала-



кремния (TaSi2/Si)// Плазменная эмиссионная электроника : тр. IV междунар. Крейнделевского семинара (г. Улан-Удэ, 25-



30 июня 2012 г.) / под ред. А. П. Семенова . – 2012. – С. 190-193.



7. Ravindra N.M., Jin L., Ivanov D., Menta V.R., Dieng L.M., Popov G., Gokce O.H., Grow J., Fiory A.T. // J. of Electronic



Materials. – 2002. V.31. N.10. P.1074 -1079.



8.Hao Chen. // Dissertation. DAI-B 67/11, p. 6668, May 2007. University of Illinoice at Urbana-Champaign. Publication Number



324814.



9.Temuujin J., Bardakhanov S., Nomoev A., Minjigmaa A., Dugersuren G. Bull. Mater. Sci. . 2009; 32: 13. Nomoev A.V., Bardakhanov S.P. Technical Physics Letters. 2012; 38: 375–378.



10. Bardakhanov S.P., Korchagin A.I., Kuksanov N.K., Lavrukhin A.V., Salimov R.A., Fadeev S.N., Cherepkov V.V. Elsevier, Mater. Sci. Eng. B, 2006; 132: 204–208.



11. Bardakhanov S.P., Korchagin A.I., Kuksanov N.K., Lavrukhin A.V., Salimov R.A., Fadeev S.N., Cherepkov V.V. Doklady



Physics. 2006; 51(7): 353–356.



12. Vesnin U.I. Journal of Structural Chemistry, 1995; 36(4): 724-730.



13. Vesnin U.I. Secondary structure and properties of crystals, Publishing house of SB RAS, Novosibirsk, 1997.



14. Niselson L.A., Yaroshevskiy A.G.. Interphase partition coefficients, Science, Moscow, 1992.



15. Ormont B. F. Russian Journal of Physical Chemistry, 1978; 52: 342-348.



11



16. Gulyaev A.P. Metal science. College level textbook. 6th edition. Metallurgy, Moscow, 1986.



17. Vesnin Yu. I., Abstracts European Crystallographic Meeting ECM-18, B3-P8, Praha, 1998.



18. Meier K. Physical-chemical crystallography. Metallurgy, Moscow, 1972.



19. Ubbeldoe A., Melting and crystalline structure, Mir, Moscow, 1969.



20. Burggraaf A. J., Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 1983; 83: 208-215.



21. Nomoev A.V., Bardakhanov S.P., Schreiber M., Bazarova D.Zh., Baldanov B.B. and Romanov N.A.// Synthesis, Characterization, and Mechanism of Formation of Janus-Like Nanoparticles of Tantalum Silicide-Silicon (TaSi2/Si)// J.



Nanomaterials, 2015, P. 26-35



22. Nomoev A.V., Radnaev A.R., Baldanov B.B., Torhov N.A., Radnaev B.R., Romanov N.A, Schreiber M.Chemical Physics



Letters Thermodynamic considerations in the formation of Janus-like TaSi2/Sinanoparticles by electron-beam evaporation Chemical



Physics Letters 637 (2015) 94–96.



23. Rajanikanth V. Joshi, Simulation of current-voltage Characteristics in Schottky barrier and MOS device stuctures, MS project report, NJIT, Unpublished, 2000.



24. Temuujin J., Bardakhanov S., Nomoev A., Minjigmaa A., Dugersuren G. Bull. Mater. Sci. . 2009; 32:



25. Lyakhisheva N.P. Diagrams of conditions of double crystal systems: reference book in three volumes.: Vol. 2.–Engineering, Moscow, 1997. 1024 p.



26. Temuujin J., Bardakhanov S.P., Nomoev A.V., Zaikovskii V.I., Minjigmaa A., Dugersuren G. Van Riessen A. Bull. Mater. Sci. 2009; 32(5): 543–547.



27. Shishkin A.V., Basin A.S. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2004; 38: 660–668.



28. Gulyaev A.P. Metal science. College level textbook. 6th edition. Metallurgy, Moscow, 1986.



29. Shimmel G. Methods of electron microscopy. Mir, Moscow, 1972.



30. Nomoev A.V., Bardakhanov S.P., Schreiber M., Bazarova D.G., Romanov N.A., Baldanov B.B., Radnaev B.R., Syzrantsev



V.V. Beilstein J. Nanotechnol. 2015, 6: 874–880.