Влияние Температуры На Размер Частиц И Рекристаллизацию Нанопорошков Сульфида Серебра

Abstract

Изучена рекристаллизация и определена область термической стабильности размера наночастиц сульфида серебра Ag 2 S. Нанопорошки Ag 2 S с размером частиц 45−50 nm получены химическим осаждением из водных растворов. Для изучения термической стабильности размера наночастиц Ag 2 S нанокристаллические порошки отжигали в вакууме 0.01 Pа при нагреве от комнатной температуры до 493 K и в аргоне при 623 K. Отжиг вплоть до температуры 453 K приводит к незначительному росту наночастиц и отжигу микронапряжений, что позволяет считать этот диапазон температур областью термической стабильности наносостояния сульфида серебра. Диапазон температур от 450 до 900 K, в котором размер частиц увеличивается в 3−6 раз, соответствует температуре собирательной рекристаллизации нанопорошка сульфида серебра. ВведениеНесмотря на активное изучение наноструктурирован-ных полупроводниковых сульфидов, в литературе почти нет сведений об изменении размера их частиц (зерен) с температурой и рекристаллизации. Можно упомянуть лишь работу [1] по рекристаллизации пленок сульфида кадмия, в которой изменение размера зерен не обсужда-лось, и работу [2] по рекристаллизации в нанопленках сульфида свинца, Спецификой крупнокристаллического сульфида сереб-ра является то, что при нагреве на воздухе он не окисляется до оксида и сульфата металла, как другие сульфиды, а разлагается с выделением металлического серебра и серы, окисляющейся до газообразного оксида SO 2 . Это характерно и для наноструктурированного сульфида серебра.Основой современной электронной техники являются полупроводники на основе кремния и германия. Мак-симальная рабочая температура германиевых приборов не превышает 323−330 K, для кремниевых приборов она возрастает до 400−430 K. Кремний лучше сохраняет стабильность работы при высоких температурах, однако повышение производительности интегральных схем, до-стигаемое путем наращивания рабочей тактовой частоты и увеличения количества транзисторов, при дальнейшем использовании кремния Si и других распространенных полупроводников становится все более сложной и доро-гостоящей задачей. Дело в том, что по мере повышения тактовой частоты тепловыделение транзисторов усили-вается по экспоненте. Поэтому важной задачей является определение областей термической стабильности полу-проводниковых соединений и материалов, потенциально пригодных для работы при повышенной температуре. Одним из таких материалов является наноструктуриро-ванный сульфид серебра [3][4][5].Потенциальное применение наноструктурированного сульфида серебра наиболее перспективно в микро-и наноэлектронике, где в энергонезависимых устройствах памяти и резистивных переключателях используются гетеронаноструктуры Ag 2 S/Ag. Их действие основано на восстановлении катионов Ag + сульфида серебра до атомов металлического серебра Ag, превращении акантита α-Ag 2 S в аргентит β-Ag 2 S и возникнове-нии проводящего канала из серебра Ag и аргентита β-Ag 2 S [6-8]. Гибридные гетеронаноструктуры Ag 2 S/Ag обнаруживают повышенную эффективность в фотоката-лизе [9].Стабильная работа микроэлектронных устройств и...