ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ МІЖ ZnO ТА SiO МЕТОДОМ ІЧ СПЕКТРОСКОПІЇ

Автор(и)

  • В. Ф. Зінченко Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5761-8616
  • І. Р. Магунов Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Україна
  • А. В. Бабенко Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України; Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна https://orcid.org/0009-0004-1637-7424
  • П. Г. Дога Фізико-хімічний інститут ім. О. В. Богатського НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.1(87).307859

Ключові слова:

оксид Цинку, монооксид Силіцію, твердофазна взаємодія, ІЧ спектроскопія пропускання

Анотація

Досліджено взаємодію оксиду Цинку з монооксидом Силіцію в інертному середовищі (очищений аргон) та на повітрі методом ІЧ спектроскопії пропускання при температурі 1273 K. Термодинамічні розрахунки підтверджують можливість взаємодії ZnO із SiO при тій же температурі з утворенням ортосилікату Цинку за умов інертного середовища (аргон) та метасилікату Цинку за умов повітря. В результаті взаємодії спектри пропускання компонентів зазнають суттєвих змін: з’являється смуга валентних коливань Si–O у діапазоні 900–1100 см-1, а смуга валентних коливань Zn–O у діапазоні 350–500 см-1 деформується, особливо, після прожарювання на повітрі. Це пояснюється різницею у структурі продуктів реакцій у аргоні та на повітрі. Одним з можливих продуктів реакцій в аргоні є наночастки елементного кремнію у матриці ортосилікату Цинку, Zn2SiO4, що непрямим чином підтверджується наявністю осциляцій на значних ділянках ІЧ спектру зразка. Прожарювання на повітрі призводить до їх зникнення під дією кисню. При цьому інтегральна інтенсивність смуг, що відповідає валентним коливанням зв’язків Si–O, суттєво зростає у співвідношенні до 22:14. Обговорюється можливість практичного застосування одержаних наноструктур.

Посилання

Silicon Chemistry. From the Atom to Extended Systems. Eds.: Jutzi P., Schubert U. Weinheim. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003, 507 p.

Kasi V., Rana M. M., Gopalakrishnan S., Rivera U. H., Yoon J., Cakmak M., Rahimi R. Robust packaging of printed flexible electronics with functional SiO x coatings via cold atmospheric plasma assisted deposition. Appl. Surf. Sci., 2024, vol. 644, art. no. 158671. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.158671

Miyazaki H., Goto T. SiO x films prepared using RF magnetron sputtering with a SiO target. J. Non-Cryst. Solids, 2006, vol. 352, no 4, pp. 329–333. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.12.008

Kaito C., Kamitsuji K., Tanaka S., Kido O., Kurumada M., Sato T., Kimura Y., Suzuki H., Saito Y. Direct observation of thermal alteration of mixed film of Ge and SiO. Thin Solid Films, 2005, vol. 483, no 1–2, pp. 396–399. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.12.039

Rinnert H., Vergnat M., Marchal G., Burneau A. Strong visible photoluminescence in amorphous SiOx and SiOx:H thin films prepared by thermal evaporation of SiO powder. J. Lumin., 1998. vol. 80, no 1–4, pp. 445–448. https://doi.org/10.1016/S0022-2313(98)00145-8

De Castro A. J., López F., Meléndez J., Fernández M. Optical properties of ion-assisted deposited SiO thin films. Thin Solid Films, 1994, vol. 241, no 1–2, pp. 202–205. https://doi.org/10.1016/0040-6090(94)90426-X

Xu G., Zou Y., Lai Q., Tu C., Xiong L., Jin C., Sun F., Li Y., Zhou L., Yue Z. In situ preparation of double-layered Si/SiO x nano-film as high performance anode material for lithium ion batteries. Solid State Sci., 2023, vol. 143, pp. 107281. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2023.107281

Bubis Y. Ia., Veidenbakh V. A., Dukhopel I. I. Spravochnik tekhnoloha-optika: Spravochnik [Handbook of optical technologist: Handbook] Pod obshch. red. S. M. Kuznetsova i M. A. Okatova. Leningrad: Mashinostroenie, 1983, 414 p. (in Russian).

Okatov M. A., Antonov E. A., Baihozhin A. i dr. Spravochnik tekhnoloha-optika [Optical Technologist’s Handbook] Pod red. M. A. Okatova. 2-e izd., pererab. i dop. Saint-Petersburg: Politekhnika, 2004, 679 p. (in Russian).

Abilsiitov H. A., Hontar V. H., Kolpakov A. A., Novitskiy L. A. Tekhnolohicheskie lazery: Spravochnik [Technological Lasers: Handbook] v 2 t. vol. 2. Pod obshch. red. H. A. Abilsiitova. Moscow: Mashinostroenie, 1991, 544 p. (in Russian).

Samsonov H. V., Borisova A. L., Zhidkova T. H. Fiziko-khimicheskie svoistva okislov. Spravochnik [Physicochemical properties of oxides. Handbook] Pod red. H. V. Samsonova. Moscow: Metallurhiya, 1978, 472 p. (in Russian).

Efimov A. I., Belorukova L. P., Vasilkova I. V., Chechev V. P. Svoistva neorhanicheskikh soedinenii. Spravochnik [Properties of inorganic compounds. Reference book]. Leningrad: Khimiia, 1983, 392 p. (in Russian).

Nekrasov B. V. Osnovy obshchei khimii [Fundamentals of general chemistry] v 2 t. vol. 1. Moscow: Khimiya, 1973, 656 p. (in Russian).

Yurchenko E. N., Kustova H. N., Batsanov S. S. Kolebatelnye spektry neorhanicheskikh soedinenii [Vibrational spectra of inorganic compounds] Novosibirsk: Nauka, 1981, 142 p. (in Russian).

Zinchenko V. F., Chyhrynov V. E., Mozkova O. V., Mahunov I. R., Sadkovska L. V. Vplyv vzaiemodii na optychni vlastyvosti kompozytiv system GeO–GeO2 ta Ge–GeO2 (SnO2) [Effect of interaction on the optical properties of GeO–GeO2 and Ge–GeO2(SnO2) system composites]. Ukr. khim. zhurn, 2013, vol. 79, no 10, pp. 91–95. (in Ukrainian).

Zinchenko V. F, Antonovych V. P., Chyhrynov V. E. Osoblyvosti ICh – spektroskopii nanokompozytiv na osnovi CeO2 i GeO [Features of IR spectroscopy of nanocomposites based on CeO2 and GeO]. Fiz. khim. tverd. tila, 2012, vol. 13, no 4, pp. 1006–1010. (in Ukrainian).

Binnewies M., Milke E. Thermochemical Data of Elements and Compounds. 2 nd Edition. Weinheim. Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002, 928 p.

Gromov O. G., Tikhomirova E. L., Savel’ev Y. A. Dependence of properties of high voltage Zinc oxide varistor from Antimony and Nickel oxides. Russ. J. Appl. Chem., 2019, vol. 92, pp. 1232–1238. https://doi.org/10.1134/S1070427219090076

Zinchenko V. F., Menchuk V. V., Sadkovska L. V. Elektronehatyvnist yak faktor stabilizatsii valentnykh staniv u skladnykh oksydakh p- ta d-elementiv [Electronegativity as a factor of stabilization of valence states in complex oxides of p- and d-elements]. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2022, vol. 27, iss. 2(82), pp. 35–41. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.2(82).264883 (in Ukrainian).

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Зінченко, В. Ф., Магунов, І. Р., Бабенко, А. В., & Дога, П. Г. (2024). ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ МІЖ ZnO ТА SiO МЕТОДОМ ІЧ СПЕКТРОСКОПІЇ. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 29(1(87), 33–43. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.1(87).307859

Номер

Том 29 № 1(87) (2024)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.