ИХТРЭМС КНЦ РАН

Г. Б. Куншина, ст. науч. сотр., e-mail: Kunshina@chemy.kolasc.net.ru;

С. В. Дрогобужская, ст. науч. сотр.;

О. Г. Громов, зав. сектором, ст. науч. сотр..

Исследован процесс синтезирования высокочистых нанодисперсных порошков оксида цинка с однородным распределением легирующей добавки (Ga³⁺, In³⁺) для изготовления оптической керамики. Порошки ZnO получали методом осаждения—пиролиза. Прекурсором служил оксалат или гидроксокарбонат цинка. В ходе работы изучали размер, морфологию и чистоту полученных порошков. Определение примесного состава образцов, содержания легирующих добавок и равномерности их распределения осуществляли методом масс-спектрометрии на квадрупольном анализаторе ELAN 9000 DRC-e. Морфологию частиц ZnO исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что после прокалки оксалатного прекурсора ZnC₂O₄·2H₂O при температуре 500 ^оС образуются слоистые конгломераты ZnO, сформированные слабосвязанными первичными частицами размером ~100 нм. В результате пиролиза гидроксокарбонатного прекурсора Zn₅(OH)₆(CO₃)₂ при 500 ^оС получают нанопорошки ZnO с частицами квазисферической формы размером менее 100 нм, что делает возможным их использование для изготовления оптической керамики методом горячего прессования.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта «Ведущие научные школы» № НШ 6722.2010.3.

1. Chen Y., Bagnall D., Yao T. ZnO as a novel phonic material for the UV region // Mater. Sci. Eng., B. 2000. Vol. 75. P. 190–198.
2. Cheng J., Zhang Y., Guo R. ZnO microtube ultraviolet detectors // J. Crystal Growth. 2008. Vol. 310. P. 57–61.
3. Özgür Ü., Alivov Ya. I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A. et al. A comprehensive review of ZnO materials and devices // J. Appl. Phys. 2005. Vol. 98.
4. Neal J. S., DeVito D. M., Armstrong B. L., Hong Mei, Kesanli B. et al. Development of ZnO-Based Polycrystalline Ceramic Scintillators for Use as α-Particle Detectors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2009. Vol. 56. P. 892–898.
5. Громов О. Г., Усманов Р. М., Куншина Г. Б., Локшин Э. П. Получение наноразмерных порошков оксида цинка // Изв. вузов. Физика. 2010. № 3/2. С. 67–70.
6. Шариков Ф. Ю., Шапорев А. С., Иванов В. К., Шариков Ю. В., Третьяков Ю. Д. Формирование высокодисперсных порошков ZnO в гидротермальных условиях // Журн. неорган. химии. 2005. Т. 50, № 12. С. 1947–1953.
7. Демьянец Л. Н., Ли Л. Е., Уварова Т. Г., Мининзон Ю. М., Брискина Ч. М. и др. Гидротермальный синтез и спектроскопические свойства кристаллических порошков и пленок ZnO // Неорган. материалы. 2004. Т. 40, № 11. С. 1337–1344.
8. Горохова Е. И., Родный П. А., Ходюк И. В., Ананьева Г. В., Демиденко В. А., Bourret-Courchesne E. D. Оптические, люминесцентные и сцинтилляционные свойства ZnO- и ZnO:Ga-керамик // Оптич. журнал. 2008. Т. 75, № 11. С. 66–72.
9. Yu Qingjiang, Yu Cuiling, Yang Haibin, Fu Wuyou, Chang Lianxia et al. Growth of Dumbbell-like ZnO Microcrystals under Mild Conditions and their Photoluminescence Properties // Inorg. Chem. 2007. Vol.46, № 15. P. 6204–6210.
10. Han Yue-xin, Ding Ya-zhuo, Yin Wan-zhong, Ma Zheng-xian. Preparation of homogeneous ZnО nanoparticles via precipitation-pyrolysis with Zn₅(CO₃)₂(OH)₆ as precursor // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2006. № 16. P. 1205–1212.