Исследование осаждения наночастиц фторида кальция на сколах монокристаллов фторида кальция

  • Павел Павлович Федоров Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-2918-3926
  • Мария Николаевна Маякова Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-0713-5357
  • Радмир Вильевич Гайнутдинов Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника РАН», Ленинский пр., 59, Москва 119333, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-5384-4026
  • Наталия Юрьевна Табачкова Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-0169-5014
  • Геннадий Анатольевич Командин Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-1101-8225
  • Александр Евгеньевич Баранчиков Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук, Ленинский пр. 31, Москва 119071, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-2378-7446
  • Елена Владимировна Чернова Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-7401-5019
  • Сергей Викторович Кузнецов Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-7669-1106
  • Владимир Константинович Иванов Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук, Ленинский пр. 31, Москва 119071, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-2343-2140
  • Вячеслав Васильевич Осико (1932–-2019) Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-3338-6187
Ключевые слова: флюорит, монокристаллы, наночастицы, соосаждение, механизм ориентированного сращивания

Аннотация

Исследовано осаждение наночастиц фторида кальция на сколах монокристаллов фторида кальция. Наночастицы CaF2 синтезировали методом соосаждения из водных нитратных растворов с использованием фтороводородной кислоты в качестве фторирующего агента на установке периодического действия. Полученные образцы исследовали методами атомно-силовой микроскопии, растровой электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии оптического поглощения. Наблюдается неоднородное покрытие поверхности
подложки субмикронными частицами размером около 100–150 нм, которые представляют собой сростки наночастиц размером 15–20 нм. Исходные наночастицы когерентно нарастают на поверхность кристаллической подложки. Термообработка композита подложка-осажденный слой при 600 ºС приводит к сращиванию субмикронных частиц и формированию пористого слоя сложной структуры.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Павел Павлович Федоров, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

д. х. н., профессор,
гл. н. с., Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук, Москва, Российская Федерация; e-mail: ppfedorov@yandex.ru

Мария Николаевна Маякова, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

к. х. н., н. с., Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской
академии наук, Москва, Российская Федерация;
e-mail: mayakova@lst.gpi.ru

Радмир Вильевич Гайнутдинов, Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника РАН», Ленинский пр., 59, Москва 119333, Российская Федерация

к. ф.-мат., с. н. с.
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова Российской академии наук, Москва, Российская
Федерация; e-mail: rgaynutdinov@gmail.com

Наталия Юрьевна Табачкова, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

к. ф.-мат. н.,
с. н. с., Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук, Москва, Российская
Федерация; e-mail: ntabachkova@gmail.com

Геннадий Анатольевич Командин, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

д. ф.-мат. н., вед. н. с., Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук, Москва, Российская Федерация; e-mail:gakomandin@mail.ru

Александр Евгеньевич Баранчиков, Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук, Ленинский пр. 31, Москва 119071, Российская Федерация

к. х. н., заведующий Лабораторией синтеза функциональных
материалов и переработки минерального сырья,
Институт общей и неорганической химии им.
Н. С. Курнакова Российской академии наук, Москва,
Российская Федерация; e-mail: a.baranchikov@yandex.ru

Елена Владимировна Чернова, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

м. н. с. Лаборатории технологии наноматериалов для фотоники
Отдела нанотехнологий Научного центра лазерных
материалов и технологий, Институт общей физики
им. А. М. Прохорова Российской академии наук,
Москва, Российская Федерация; e-mail: e-chernova@yandex.ru

Сергей Викторович Кузнецов, Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

к. х. н., заведующий Лабораторией технологии наноматериалов
для фотоники Отдела нанотехнологий Научного
центра лазерных материалов и технологий, Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской
академии наук, Москва, Российская Федерация;
e-mail: kouznetzovsv@gmail.com

Владимир Константинович Иванов, Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук, Ленинский пр. 31, Москва 119071, Российская Федерация

д. х. н.,
член-корреспондент Российской академии наук,
директор Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук,
Москва, Российская Федерация; e-mail: van@igic.ras.ru

Вячеслав Васильевич Осико (1932–-2019), Институт общей физики имени А. М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова, 38, Москва 119991, Российская Федерация

Академик РАН, руководитель Научного центра лазерных
материалов и технологий, Институт общей физики
им. А. М. Прохорова Российской академии наук,
Москва, Российская Федерация

Литература

Colfen H., Antonietti M. Mesocrystals and nonclassical crystallization. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester; 2008. https://doi.org/10.1002/9780470994603

Ivanov V.K., Fedorov P.P., Baranchikov A.Y., Osiko V.V. Oriented attachment of particles: 100 years of investigations of non-classical crystal growth. Russian Chemical Reviews. 2014;83(12): 1204–1222. https://doi.org/10.1070/RCR4453

De Yoreo J. J., Gilbert P. U. P. A., Sommerdijk N. A. J. M., Penn R. L., Whitelam S., Joester D., Zhang H., Rimer J. D., Navrotsky A., Banfield J. F., Wallace A. F., Miehel F. M., Meldrum F. C., Cölfen H., Dove P. M. Crystallization by particle attachment in synthetic, biogenic, and geologic environments. Science. 2015;349(6247): aaa6760-1–aaa6760-8. https://doi.org/10.1126/science.aaa6760

Garsio-Romero E., Suares M. A structure-based argument for non-classical crystal growth in natural clay minerals. Mineralogical Magazine. 2018;82: 171. https://doi.org/10.1180/minmag.2017.081.031

Sushko M. L. Understanding the driving forces for crystal growth by oriented attachment through theory and simulations. Journal of Materials Research. 2019;34: 2914–2927 https://doi.org/10.1557/jmr.2019.151

Fedorov P. P., Osiko V. V. Relationship between the faceting of crystals and their formation mechanism. Doklady Physics. 2019;64(9): 353–355. https://doi.org/10.1134/S1028335819090076

Neira-Carrillo A., Vásquez-Quitral P., Sánchez M., Farhadi-Khouzani M., Aguilar-Bolados H., Yazdani-Pedram M., Cölfen H. Functionalized multiwalled CNTs in classical and nonclassical CaCO3 crystallization. Nanomaterials. 2019;9(8): 1169. https://doi.org/10.3390/nano9081169

Witts B. D., Clode P. L., Patel N. H., Schroder-Turk G. E. Natures’s functional nanomaterials: Growth or self-assembly? MRS Bulletin. 1919;44(2): 106–112. https://doi.org/10.1557/mrs.2019.21

Zhou W. Reversed crystal growth. Crystals. 2019;9:7. https://doi.org/10.3390/cryst9010007

Liu Y., Geng H., Qin X., Yang Y., Zeng Z., Chen S., … Kawazoe Y. Oriented attachment revised: Does a chemical reaction occur? Matter. 2019;1(3): 390–704. https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.05.001

Colfen H. Nonclassical nucleation and crystallization. Crystals. 2020;10(2): 61. https://doi.org/10.3390/cryst10020061

Bard A. B., Zhou X., Xia X., Zhu G., Lim M. B., Kim S. M., … Pauzauskie P. J. A mechanistic inderstanding of non-classical crystal growth in hydrothermally synthezied sodium yttrium fluoride nanowires. Chemistry of Materials. 2020;32(7): 2753–2763. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b04076

Mu Z., Tang R., Liu Z. Construction of inorganic bulks through coalescence of particle precurcor. Nanomaterials. 2021;11(1): 241. https://doi.org/10.3390/nano11010241

Mashiach R., Weissman H., Avram L., Houben L., Brontvein O., Lavie A., Arunacalam V., Leskes M., Rybtchinski B., Bar-Shir A. In situ NMR reveals realtime nanocrystal growth evolution via monomerattachment or particle-coalescence. Nature Communications. 2021;12(1): 229. https://doi.org/10.1038/s41467-020-20512-6

Fedorov P. P., Ivanov V. K., Osiko V. V. Basic features and crystal growth scenarios based on the mechanism of oriented attachment growth of nanoparticles. Doklady Physics. 2015;60(11): 483–485. https://doi.org/10.1134/S1028335815110105

Shubnikov A. V. Kak rastut kristally [How crystals grow]. Мoscow–Leningrad: Publ. AN SSSR; 1935. 176 p. (In Russ.)

Maslov V. A., Chernova E. V., Fedorov P. P. Search for flux media for crystallization of epitaxial fluorite layers. Crystallography Reports. 2020;65(4): 647 652. https://doi.org/10.1134/S106377452004015X

Fedorov P. P., Kuznetsov S. V., Mayakova M. N., Voronov V. V., Ermakov R. P., Baranchikov A. E., Osiko V. V. Coprecipitation from aqueous solutions to prepare binary fluorides. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2011;56(10): 1525–1531. https://doi.org/10.1134/S003602361110007X

Komandin G. A., Gavdush A. A., Goncharov Y. G., Porodinkov O. E., Nozdrin V. S., Chuchupal S. V., Spektor I. E. Electrodynamical characteristics of a-lactose monohydrate in the terahertz range. Optics and Spectroscopy. 2019;126(5):514–522. https://doi.org/10.1134/S0030400X1905014X

Gaynutdinov R., Voronov V. V., Chernova E. V., Maslov V. А., Mayakova M. N., Chislov A. S., Novikov I. A., Fedorov P. P. Flints as nanostructured chalcedons. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2020;14(4):762–770. https://doi.org/10.1134/S1027451020040084

Опубликован
2021-11-24
Как цитировать
Федоров, П. П., Маякова, М. Н., Гайнутдинов, Р. В., Табачкова, Н. Ю., Командин, Г. А., Баранчиков, А. Е., Чернова, Е. В., Кузнецов, С. В., Иванов, В. К., & Осико (1932–-2019)В. В. (2021). Исследование осаждения наночастиц фторида кальция на сколах монокристаллов фторида кальция. Конденсированные среды и межфазные границы, 23(4), 607-613. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3681
Раздел
Оригинальные статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)