ФИЗИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ГИБРИДНЫХ НАНОСИСТЕМ «НАНОСТЕРЖНИ ОКСИДА ЦИНКА – КОЛЛОИДНЫЕ КВАНТОВЫЕ ТОЧКИ»

Диссертация посвящена созданию и исследованию гибридных наносистем на основе наностержней оксида цинка и коллоидных квантовых точек. В результате разработаны методики формирования наноструктурированных покрытий из нанообъектов оксида цинка 1D и 2D размерности, разработана технология, состоящая из формирования затравочного слоя оксида цинка с управляемым количеством зародышевых центров методом спрей-пиролиза и низкотемпературного гидротермального разращивания нанообъектов, которая обеспечивает масштабируемую технологию с управляемыми параметрами: по однородности распределения нанообъектов с заданными формой и размерами. Создана гибридная наносистема на основе наностержней оксида цинка и коллоидных квантовых точек AgInS2, обеспечивающая увеличение фотопроводимости наностержней оксида цинка при облучении в видимой области спектра. Показано, что модификация наностержней оксида цинка коллоидными нанокристаллами AgInS2 обеспечивает газочувствительность покрытия при облучении в видимой области спектра (синим светодиодом) при комнатной температуре. В работе представлены исследования газочувствительности наноструктурированных покрытий из наностержней оксида цинка в условиях нагрева, облучения в ультрафиолетовом диапазоне при комнатной температуре, а также в условиях совместного нагрева и ультрафиолетового облучения. Разработанные сенсоры на основе встречно-штыревых электродов с чувствительным слоем из кристаллических наностержней оксида цинка обеспечивает повышение аналитического отклика газочувствительности (отношение сопротивления в воздушной атмосфере к сопротивлению в атмосфере паров изопропилового спирта) до значений 28 при стандартных температурах (Т = 250 °С, 1000 ppm паров изопропилового спирта), обладают способностью анализировать восстанавливающие газы при рабочих комнатных температурах с использованием ультрафиолетового светодиода 365 нм с существенным уменьшением коэффициента заполнения импульсов напряжения питания (мощности) облучения вплоть до 0.1 (при периоде T = 2 мс), а использование комбинированного воздействия температуры и ультрафиолетового излучения позволяет реализовывать адсорбционные газовые сенсоры нового поколения, работающие при пониженных температурах с повышенной стабильностью. В работе разработан способ, состоящий из низкотемпературного гидротермального синтеза ограненных стержней оксида цинка с последующей операцией покрытия их тонким (5-6 нм) слоем оксида алюминия методом атомно-слоевого осаждения, который обеспечивает снижение сопротивления покрытия из оксида цинка в 104 – 105 раз.