Особливості формування морфології поверхні кремнієвих пластин при дії лазерних імпульсів

The experimental studies of geometry features of silicon layers in areas of second and millisecond laser pulses were carried out. The results of microscopic studies of periodic structures that are formed on the surfaces with crystallographic orientation (111) (110) (100) and on planes, cut at an angle of 6° to the plane (100) and amorphous layers В2О3 deposited on the surface of silicon were presented. The results can be used to determine the crystallographic orientation of the semiconductor surface and express assessment of disorientation degree of crystal surface.В роботі проведено експериментальні дослідження особливостей геометрії поверхні кремнієвих пластин в зонах дії секундних і мілісекундних лазерних імпульсів. Наведені результати мікроскопічних досліджень періодичних структур, які формуються на поверхнях з кристалографічною орієнтацією (111), (110), (100), а також на площинах, вирізаних під кутом 6о до площини (100) і на аморфних шарах В2О3, нанесених на поверхню кремнію. Одержані результати можуть бути використані для визначення кристалографічної орієнтації поверхні напівпровідників та експресної оцінки ступеня розорієнтації поверхні кристалів

Laser-modified nanocrystalline NiMoO4 as an electrode material in hybrid supercapacitors

The nanocrystalline NiMoO4 obtained as a result of hydrothermal synthesis was exposed to laser radiation with a pulse energy of 70 mJ/cm2 for 5 minutes. The phase composition and size of crystallites of the triclinic structure of NiMoO4 were determined by X-ray analysis. The average crystallite size was 18 nm for laser-irradiated nickel molybdate. Impedance analysis was used to analyze the temperature dependence of the electrical conductivity of laser-modified NiMoO4. The frequency index of the power law, determined by the nonlinear approximation method, was 0.5-0.67, which corresponds to the hopping mechanism of charge carriers. The electrochemical behavior of NiMoO4 was studied using cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge testing. The laser-irradiated NiMoO4 reaches a specific capacitance of 553 F/g at a scan rate of 1 mV/s. The hybrid electrochemical system based on electrodes of modified NiMoO4 and carbon material provides high Coulombic efficiency (95%) for a significant number of charge/discharge cycles

Molybdenum Disulfide Obtained by Template Method as an Electrode Material in Electric Energy Storage Devices

Molybdenum disulfide is obtained by the template method. Its structure and electrochemical properties are investigated. It was found that the working voltage of the LPS for molybdenum disulfide obtained by template method reaches 3 V, the specific capacitance is 180.9 F/g. It was identified that the electric energy storage device the positive electrode of which is molybdenum disulfide obtained by the template method has the discharge specific capacity of 238.9 F/g at a scan rate of 0.001 V/c

Моделирование процессов формирования методом молекулярной динамики и люминесцентные свойства наноструктур Zn-ZnO типа ядро-оболочка

We carried out molecular dynamics (MD) simulations of the oxidation of zinc nanoclusters to investigate the process of the formation of Zn-ZnO “core-shell” nanoclusters. In the present work it is being shown that the structure, shape and oxide layer thickness of the obtained particles directly depend on the initial oxygen density and initial temperature of the system. An increase of initial oxygen density the oxide layer thickness of obtained nanoparticles increase to a certain limit. During the analysis it was found, that created clusters mainly preserved their structure of core, but structure of shell commonly was amorphous. Also, we had studied the luminescence properties of experimentally created nanostructures. It was observed increase in quantum efficiency of luminescence.Нами було проведене молекулярно-динамічне (МД) моделювання окислення нанокластерів цинку для дослідження процесу формування Zn-ZnO “ядро-оболонка” наночастинок. В даній роботі показано, що структура, форма та товщина оксидного шару отриманих частинок безпосередньо залежить від початкової концентрації кисню та початкової температури системи. Встановлено що при збільшені початкової концентрації кисню товщина окисного шару збільшується до певної межі. Під час аналізу було встановлено, що утворені нанокластери в основному зберігали свою структуру ядра, а в свою чергу структура оболонки зазвичай була аморфною. Також ми вивчали люмінесцентні властивості експериментально створених нами наноструктур. Було відзначено збільшення квантової ефективності люмінесценції.Нами было проведено молекулярно-динамическое (МД) моделирование окисления нанокластеров цинка для исследования процесса формирования Zn-ZnO “ядро-оболочка” наночастиц. В данной работе показано, что структура, форма и толщина оксидного слоя полученных частиц напрямую зависит от начальной концентрации кислорода и начальной температуры системы. Установлено, что при увеличении начальной концентрации кислорода толщина окислительного слоя увеличивается до определенного предела. При анализе было установлено, что образованные нанокластеры в основном сохраняли свою структуру ядра, а в свою очередь структура оболочки обычно была аморфной. Также мы изучали люминесцентные свойства экспериментально созданных нами наноструктур. Было отмечено увеличение квантовой эффективности люминесценции

Structure features and paramagnetic centres in oxide nanopowders

Nanopowders ZnO, SiO₂, SiO₂/10 % V₂O₅ obtained by sol-gel technology were investigated by electron paramagnetic resonance (EPR) method at temperature of liquid nitrogen. The structures of the samples are analyzed by X-ray diffraction method. Surface morphology and chemical elementwise composition of powders were studied using scanning electron microscopy. For the nanocomposite SiO₂/10 % V₂O₅ structure of EPR spectrum is described as a result of unpaired electron and isotope nucleus ⁵¹V interaction. The prevailed EPR signal in ZnO is hypothetically associated with single-charge vacancy in oxygen sub-lattice.Нанопороmки ZnO, SiO₂, SiO₂/10 % V₂O₅, отримані за sol-gel- технологією досліджено методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) при температурі рідкого азоту. Структуру зразків проаналізовано з використанням методу рентгенівської дифракції. Морфологію поверхні та хімічний елементний склад порошків вивчено скануючим електронним мікроскопом. Для нанокомпозиту SiO₂/10 % V₂O₅ структура ЕПР спектра приписується результату взаємодії неспареного електрона з ядром ізотопу ⁵¹V. Домінуючий сигнал ЕПР у ZnO попередньо пов'язується з однозарядною вакансією у кисневій підгратці.Нанопорошки ZnO, SiO₂, SiO₂/10% V₂O₅, полученные по sоl-gеl-технологии, исследованы методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) при температуре жидкого азота. Структура образцов проанализирована с использованием методарентгеновской дифракции. Морфология поверхности и химический элементный состав порошков изучался сканирующим электронным микроскопом. Для нанокомпозита SiO₂/10 % V₂O₅ структура ЭПР спектра приписывается результату взаимодействия неспаренного электрона с ядром изотопа ⁵¹V. Доминирующий сигнал ЭПР в ZnO предварительно связывается с однозарядной вакансией в кислородной подрешетке

Влияние поверхностного легирования на адсорбционную способность нанопорошковых металлооксидов для сенсоров газов

In this paper the features of photoluminescent properties in gases of ZnO nanopowders including lasermodified and surface-doped with impurities of noble metals (Au, Ag, Pt) have been studied. The influence of laser modified and surface doping of ZnO nanopowders with impurities of noble metals on the adsorption ability have been studied and it was found that there is a growth in sensory sensitivity to gases. Established the tendency to reduce the adsorption ability ZnO nanopowders with decreasing size nanogranules to 40-60 nm. Physicochemical regularities of formation of adsorption surface electronic states in initial and doped nanopowders during adsorption of gases have been studied.У роботі вивчені особливості фотолюмінісцентних властивостей нанопорошкового ZnO в т.ч. лазерномодифікованого та поверхнево легованого домішками благородних металів (Au, Ag, Pt). Досліджено вплив лазерної обробки та поверхневого легування благородними металами на адсорбційну здатність нанопорошкового ZnO та встановлено, що при цьому має місце ріст сенсорної чутливості до газів. Виявлено тенденцію до зниження адсорбційної здатності в міру зменшення розміру наногранул ZnO до 40-60 нм. Вивчено фізико-хімічні закономірності формування адсорбційних поверхневих електронних станів у вихідних і легованих нанопорошках при адсорбції газів.В работе изучены особенности фотолюминесцентных свойств нанопорошкового ZnO в т.ч. лазерномодифицированного и поверхностно легированного примесями благородных металлов (Au, Ag, Pt). Исследовано влияние поверхностного легирования благородными металлами на адсорбционную способность нанопорошкового ZnO и установлено, что при этом имеет место рост сенсорной чувствительности к газам. Установлена тенденция к снижению адсорбционной способности по мере уменьшения размера наногранул ZnO к 40-60 нм. Изучены физико-химические закономерности формирования адсорбционных поверхностных электронных состояний в исходных и легированных нанопорошках при адсорбции газов