Ранее электрохимическими методами был изучен механизм формирования отдельных слоев наногибридных систем, включающих подложки из Cu, Ni, Mo, Pt, W, С, Si с нанесенными на них оксидами и оксидными вольфрамовыми бронзами (ОВБ) гексагональной структуры [1,2].
В настоящей работе разработан электрохимический метод получения новых наногибридных систем на основе многослойных структур, включающих подложки из различных материалов с нанесенными на них оксидами и ОВБ тетрагональной структуры. Исследована кинетика осаждения ОВБ на различные подложки с целью определения механизма формирования гибридных наносистем.
Изучено влияние материала подложки, состава расплава, температуры, электрохимических параметров на структуру и морфологию полученных систем.
На Pt подложке с целью оценки возможности использования полученных материалов установлены их термические свойства.
Электрохимическими методами исследован механизм формирования отдельных слоев наногибридных систем, включающих подложки из Cu, Ni, Mo, Pt, W, С, Si с нанесенными на них оксидами и ОВБ тетрагональной структуры. На каждом этапе формирования многослойной системы проведены исследования морфологии, состава и структуры.
Составы расплавов: К2WO4 – 32,5 мол %, Na2WO4 – 32,5 мол %, WO3 – 35 мол %; К2WO4 – 25 мол %, Na2WO4 – 25 мол %, WO3 – 50 мол %; Т=700°С, 750°С.
Впервые электролизом получены нанокристаллические пленки ОВБ тетрагональной структуры на Pt(110) фольге. Показано, что при всех исследованных условиях на платиновой фольге образуется пленка ОВБ тетрагональной структуры, изоструктурная Na0.2WO3. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что монослой ОВБ формируется сразу после включения катодного потенциала, впоследствии скорость роста пленки уменьшается из-за увеличения ее сопротивления.
Установлено, что состав и морфология бронзы определяются, главным образом, потенциалом осаждения и концентрацией WO3 в расплаве. Увеличение катодного потенциала приводит к формированию в местах некогерентной стыковки слоев пленки, растущих по поверхности отдельных зерен подложки, кристалликов ОВБ того же состава. Сделано предположение о замедленном образовании кристаллов ОВБ из расплавов с пониженным содержанием триоксида вольфрама.
Установлено, что при подаче катодного импульса происходит мгновенное зарождение кристалликов ОВБ на поверхности всех рассмотренных подложек.
Установлено, что при погружении W, Mo, Ni, Cu, C и Si в исследуемые расплавы их поверхность окисляется с образованием соответствующих оксидов. При этом на W, Mo, Ni, Cu и Si – подложках происходит самопроизвольное выделение кристалликов ОВБ по химической реакции.
Образование кристалликов ОВБ в зависимости от условий электролиза может происходить как по механизму зарождения-роста, так и по беззародышевому механизму.
Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН, проект № 15–6–3–21.