Разработка физико-технологических основ формирования пористых темплатов для синтеза на их основе композиционных гниточувствительных наноструктур ферромагнетик-полупроводник. ГПНИ «Функциональные и композиционные материалы, наноматерилы», подпрограмма «Наноматериалы и нанотехнологии», задание 2.4.08 : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научные руководители Е. А. Стрельцов, А. К. Федотов

Abstract

Объектом исследования являлись наноструктурированные пленки различного состава (Ni/TiO2/Ti, CdS/TiO2, Ni/SiO2/Si, Ag/SiO2/Si). Цель работы заключалась в установлении и объяснении особенностей электроннотранспортных (магниторезистивный эффект) и оптических (комбинационное рассеяние света) свойств исследованных объектов. В результате электрохимического осаждения никеля в нанотрубки диоксида титана, выращенные на поверхности титана, и окна в слое SiO2 на поверхности кремния были синтезированы структуры Ni/TiO2/Ti и Ni/SiO2/Si. Измеренные зависимости магнитосопротивления сформированных структур от температуры и индукции магнитного поля показали, что максимальное значение магнитосопротивления при комнатной температуре реализуется для структур Ni/SiO2/Si, достигая около 60 % в магнитном поле 8 Тл и указывая на преимущественный вклад кремния в наблюдаемый магниторезистивный эффект. Установлены закономерности спектров комбинационного рассеяния света наночастиц сульфида кадмия, выращенных методом ионного наслаивания на поверхности пленок диоксида титана, синтезированных различными способами. Обнаружено, что параметры спектров, связанные со степенью дефектности наночастиц (ширина однофононной LO полосы, относительная интенсивность SO полосы), существенно зависят от способа синтеза диоксида титана. Максимальная разупорядоченность характерна для наночастиц CdS, осажденных на поверхность TiO2, полученного осаждением из коллоидного раствора. Наблюдаемые различия дефектности наночастиц CdS связаны с различной морфологией подложек TiO2, что приводит к различию условий зарождения и роста наночастиц. Исследована возможность усиления сигнала комбинационного рассеяния света на поверхности серебряных наноструктур, полученных осаждением Ag в субмикронные поры в слое SiO2. Для получения пор использована методика, развитая ранее исполнителями проекта и основанная на селективном химическом травлении треков, формируемых в диоксиде кремния в результате облучения быстрыми тяжелыми ионами. Исследованные наноструктуры серебра проявляют способность усиливать сигнал комбинационного рассеяния света, что было продемонстрировано с использованием сильноразбавленного (10-5 моль/л) раствора красителя Nile blue. По результатам проведенных исследований опубликовано 7 статей в рецензируемых научных журналах.