Синтез наноструктур из кристаллического оксида цинка

Abstract

Запропоновано методику синтезу нанорозмірних структур з віскерів і тетраедральних кристалів оксиду цинку. Синтез здійснювався в газовому потоці, а як ініціатор росту, що забезпечував задану густину центрів кристалізації на підкладинці з монокристалічного кремнію, використовували нанорозмірні частинки золота. Дослідження синтезованих ниткоподібних і тетраедральних структур методами рентгенофазового аналізу, растрової електронної мікроскопії, оже-електронної спектроскопії та атомної силової мікроскопії показали, що вони мають хімічний склад оксиду цинку високої чистоти, малу кількість дефектів, гексагональну вюрцитну структуру, характерну товщину в діапазоні 50–300 нм і довжину до 40 мкм і є перспективним об'єктом для різних областей застосування в мікроелектроніці, оптоелектроніці, біомедицині і т.п.

Предложена методика синтеза наноразмерных структур из вискеров и тетраэдральных кристаллов оксида цинка. Синтез проводился в газовом потоке, а в качестве инициатора роста, обеспечивающего заданную плотность центров кристаллизации на подложке из монокристаллического кремния, использовались наноразмерные частицы золота. Исследования синтезированных нитевидных и тетраэдральных структур методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, оже-электронной спектроскопии и атомной силовой микроскопии показали, что они имеют химический состав оксида цинка высокой чистоты, малое количество дефектов, гексагональную вюрцитную структуру, характерную толщину в диапазоне 50–300 нм и длину до 40 мкм, и являются перспективными объектами для различных областей применения в микроэлектронике, оптоэлектронике, биомедицине и т.п.

A method of synthesis of nanosized structures and whiskers of zinc oxide tetrahedral crystals has been developed. Synthesis has been carried out in a gas flow and nanosized gold particles have been used as catalyst particles that determine a required density of crystallizing nuclei on single crystal silicon substrates. The synthesized whisker and tetrahedral structures have been studied by X-ray phase analysis, scanning electron microscopy, Auger-electron spectroscopy, and atomic force microscopy. According to the results of these studies, the fabricated structures have composition of pure zinc oxide, low defect density, hexagonal wurtzite structure, a typical thickness in the range of 50–300 nm, and lengths of up to 40 mm. The synthesized structure are very promising for various applications in the fields of microelectronics, optoelectronics, biomedicine and others.