Карбід кремнію з фулеренів

Унікальні фізико-хімічні властивості карбіду кремнію (SiC) добре відомі. Каталіз, електроніка, медицина, нові конструкційні компоненти, виробництво графена і машинобудування – лише мала частина напрямків, де може використовуватися або вже активно використовується цей функціональний матеріал.

Однак, незважаючи на можливе широке застосування, проблема синтезу високоякісних, з низьким вмістом дефектів, тонких кристалічних плівок SiC досі залишається невирішеною. Здавалося б, молекулярно-променева епітаксії цілком може стати прийнятним способом отримання нанокристалів карбіду кремнію, проте високі температури (~ 1200 K), при яких протікають процеси синтезу, негативно позначаються на якості кінцевих зразків. Тому автори [1] поставили перед собою мету суттєво знизити робочі температури аж до кімнатних, що їм, зрештою, і вдалося зробити. Тут необхідно зазначити, що існує більш сотні різних кристалічних форм карбіду кремнію. У своїй роботі дослідники зупинилися на β-модифікації або на структурі 3C-SiC, яка володіє найбільш привабливими електронними властивостями. Автори успішно провели епітаксію 3C-SiC на кремнієву підкладку з допомогою надзвукового пучка фулеренів C60, які використовувалися в якості прекурсорів вуглецю і активували хімічні процеси на поверхні кремнію. Кінетична енергія бакиболов в процесі експерименту досягала 30-35 ев. Руйнування молекул фулерена та формування карбідів, а також безпосередня присутність зразків 3C-SiC контролювалося поруч експериментальних методик, таких як рентгенівська та УФ фотоелектронна спектроскопії, атомно-силова і просвітчаста мікроскопії. Крім того, дослідники виконали детальний молекулярно-динамічне моделювання процесів синтезу карбидокремниевых структур, що підтверджує отримані раніше результати. У перспективі запропонована авторами методика могла б допомогти синтезувати SiC на підкладках, які не в змозі витримувати високі температури, в тому числі різні пластмаси або полімери, які використовуються, наприклад, в біомедицині.

М. Маслов

1. R. Verucchi et al., J. Am. Chem. Soc. 134, 17400 (2012).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *