Method of composite nanomaterials synthesis under metal/oxide pulse-periodic laser treatment

Abstract

Метод синтеза композиционных наноматериалов металл/оксид импульсно-периодическим лазерным воздействием Мурзин С.П.Компьютерная оптика, 2014, том 38, №3 469 МЕТОД СИНТЕЗА КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ МЕТАЛЛ/ОКСИД ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИМ ЛАЗЕРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ Мурзин С.П. Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) (СГАУ)Аннотация Разработан метод синтеза композиционных наноматериалов металл/оксид импульсно-периодическим лазерным воздействием на примере металл-полупроводникового наноком-позита ZnO/Cu. Осуществлён новый подход к созданию структур композиционных слои-стых наноматериалов на основе нановолокон оксида цинка. Впервые для синтеза таких ма-териалов использовался нагрев лазерным излучением с регулируемым распределением плотности мощности. Нагрев на воздухе фольги из латуни импульсно-периодическим ла-зерным воздействием интенсифицирует окисление поверхности материала. Предпочтитель-ное образование ZnO обусловлено более высокой, чем у меди, скоростью окисления цинка, а также диффузией цинка к поверхности. Длина нановолокон оксида цинка при реализации выбранных режимов лазерного воздействия не превышает 5 мкм.Ключевые слова: наноматериал композиционный, синтез, воздействие лазерное, латунь, поверхность, окисление, цинк. ВведениеУпорядоченные периодические образования равно-мерно распределённых наноструктур находят потенци-альное применение в наноэлектронике, нанооптике, на-нокатализе, биоинженерии и др. [1][2][3][4]. Одно из возмож-ных технических применений -композиционные мате-риалы металл/оксид, представляющие интерес как функциональные электроконтактные материалы, в ча-стности, металл-полупроводниковый нанокомпозит ZnO/Cu [5,6]. Для получения полупроводниковых на-ноплёнок наиболее широко используются технологии химического осаждения из газовой фазы [7] и молеку-лярно-лучевой эпитаксии [8], которые первоначально были разработаны для создания тонкоплёночных эле-ментов в изделиях микроэлектроники. Однако в на-стоящее время отсутствуют эффективные способы, на которых может базироваться промышленная технология контролируемого производства периодических структур из двух или более нанокомпонентов. Такие методы на-нолитографии, как электронно-лучевая и фотолитогра-фия, используются для облегчения процесса самосборки структур из нанотрубок и нанопроволок с вертикальным или боковым выравниванием и контролируемым раз-мещением [9][10][11]. Но такие характерные недостатки, как низкая производительность, небольшой размер рабочей зоны и высокая стоимость оборудования, ограничивают область их применения. Поиск новых методов высоко-производительного создания сложных наноструктур с управляемым формированием периодических образова-ний остаётся значительной и перспективной задачей в области наноматериалов.В работах [12,13] определены условия формирова-ния лазерным воздействием нанопористых структур в металлическом материале -двухкомпонентном сплаве системы Cu-Zn латунь Л62. Показано, что при воздейст-вии импульсно-периодического лазерного из...

Modeling and identification of centered crystal lattices in three-dimensional space

“… parametric identification method based on estimation of atomic packing factor [5];  parametric identification method based on estimation of distances between isosurfaces [6].…”

Contribution Samara scientists in the development of the journal "Computer Optics"

“…Of particular note is the article [21], devoted to technological applications of focusators; it served as a start of the most important area of computer optics, which was actively developing all subsequent years [26][27][28][29]. In 1992, including for work in this area, a group of scientists of the Samara University (V.A.…”

Asymptotic research in computer optics

“…Asymptotic analysis allows us to optimize the phase function of focusator for use in a specific laser processing technology of a given type of material [49][50][51][52][53][54][55]. Focusators have broad prospects for application in a variety of laser materials processing technologies [49][50][51][52][53][54][55]: hardening, cutting, welding, drilling, branding, etc.…”

“…Focusators have broad prospects for application in a variety of laser materials processing technologies [49][50][51][52][53][54][55]: hardening, cutting, welding, drilling, branding, etc. Therefore, the problem of investigating the temperature characteristics of the laser effects produced by focusators is very important.…”