Том 70, № 4 (2025)

Изучены фазообразование, морфология и оптические свойства оксинитрида алюминия (Al₅O₆N), легированного ионами ванадия, в диапазоне концентраций 0.01–5.0 ат. % (относительно алюминия). Все образцы, полученные обжигом смесей Al₂O₃, AlN и V₂O₅ при температуре 1750°С в токе азота, представляют собой практически однофазный γ-AlON с незначительными примесями нитрида алюминия, а также VC, VN, VO или их твердых растворов при содержании ванадия ≥0.1 ат. %. В AlON:V ширина запрещенной зоны E_g = 5.82–5.94 эВ в зависимости от концентрации ванадия. Люминесценция AlON:V обусловлена собственными дефектами и примесными центрами свечения. Наличие ванадия в AlON приводит к увеличению показателя оптического поглощения и снижению интенсивности собственной люминесценции из-за образования примесных фаз, содержащих ванадий.

Процесс синтеза наноразмерного SnO₂ изучен методом прямого химического осаждения методом прямого химического осаждения с применением хлорида олова(II) и пероксида водорода. Термическое поведение полученных порошков исследовано с помощью синхронного термического анализа (ТГА/ДСК), методом ИК-спектроскопии показано влияние концентрации H₂O₂ в реакционной системе на набор функциональных групп в составе материалов, а рентгенофазовый анализ (РФА) был использован для изучения кристаллической структуры порошков, в том числе при термической трансформации оксогидроксида олова(II). С помощью растровой и просвечивающей электронной микроскопии показано влияние состава реакционной системы на размер первичных частиц и формирующихся на их основе агломератов. В частности, установлено, что с ростом концентрации H₂O₂ уменьшается как размер первичных частиц, так и агломератов. Методом атомно-силовой микроскопии изучена шероховатость пленок, сформированных из полученных нанопорошков. Кельвин-зондовая силовая микроскопия использована при построении карт распределения поверхностного потенциала для полученных материалов, а также при оценке работы выхода электрона с их поверхности.

Проведен синтез и установлены особенности структуры, электропроводящие свойства и пигментные характеристики катиондефицитных шеелитоподобных твердых растворов состава Ca_1−1.5x–yBi_x+yФ_0.5xMo_1–yV_yO₄, где Ф – вакансия. Методами рентгенофазового анализа и КР-спектроскопии изучены структурные особенности сложных оксидов и установлены области существования модификации с различным типом упорядочения элементов в подрешетке кальция. С привлечением импедансной спектроскопии исследована общая электропроводность соединений в диапазоне температур 400–650°С. Построены и проанализированы аррениусовские зависимости электропроводности. По данным диффузного светорассеяния порошков получены цветовые координаты твердых растворов.

Установлено, что при взаимодействии гексаметилендитиокарбамата (HmDtc) висмута с раствором H[AuCl₄]/2M HCl индивидуальными формами связывания золота(III) в твердую фазу являются двойные комплексы состава [Au(S₂CNHm)₂][Bi(S₂CNHm)₂Cl₂] (I) и [Au(S₂CNHm)₂]₂[Bi₂(S₂CNHm)₂Cl₆] (II). Структуры полученных соединений включают центросимметричные/нецентросимметричные (в I/II) комплексные катионы Au(III), а также разнолигандные анионы висмута: моноядерный и биядерный с соотношением Bi : Dtc : Cl = 1 : 2 : 2/2 : 2 : 6 (I/II). Вторичные взаимодействия S∙∙∙S и S∙∙∙Cl между этими ионными структурными единицами приводят к формированию трехмерных супрамолекулярных архитектур. В ИК-спектрах соединений выполнено отнесение полос поглощения связей N–C(S)S к лигандам HmDtc во внутренней сфере комплексных катионов Au(III) и анионов Bi(III). Термическое поведение I и II исследовано методом синхронного термического анализа. Остаточное вещество, полученное после термолиза образцов, представлено металлическими частицами твердого раствора висмута в золоте, покрытыми слоем Bi₂O₃. Для комплекса I выявлен высокий уровень антимикобактериальной активности in vitro в отношении непатогенного штамма Mycolicibacterium smegmatis.

Синтезированы многокомпонентные однофазные цирконаты РЗЭ LaGdZr₂O₇, (LaSmGd)_2/3Zr₂O₇, (LaSmGdY)_1/2Zr₂O₇ и (LaNdSmGdY)_2/5Zr₂O₇ структурного типа пирохлора. Измерена их изобарная теплоемкость в интервале температур 300–1800 K и температуропроводность, рассчитана теплопроводность беспористых образцов в диапазоне 300–1300 K.

Проведено термодинамическое моделирование процесса синтеза пленок из газовой фазы в системах Si–О–C–H–Hе и Si–О–C–H–N–Hе при разложении гексаметилдисилоксана. При моделировании использован метод расчета химических равновесий, основанный на минимизации энергии Гиббса системы и реализованный с помощью Банка данных по свойствам материалов электронной техники. Показано, что в CVD-процессах таких систем могут быть получены различные фазовые комплексы, содержащие оксид, карбид и нитрид кремния. Результаты проведенного термодинамического моделирования могут быть полезны для разработки методик синтеза пленочных покрытий на основе таких фазовых комплексов.

Методом алкалиметрического титрования водных растворов с pH-потенциометрической индикацией при I = 0.1 моль/л (KCl/KNO₃) и t = 25 ± 1°C определены показатели констант кислотной диссоциации функциональных групп в составе N-(2-гидроксиэтил)иминодипропионовой кислоты: pK_а0 = 2.87 ± 0.02, pK_a1 = 4.00 ± 0.02 и pK_a2 = 9.25 ± 0.01. Исследовано комплексообразование реагента с ионами переходных металлов. Показано, что присутствие 2-гидроксиэтильного заместителя в иминодипропионовой кислоте приводит к значительному понижению устойчивости комплексов с ионами меди(II) и никеля(II), в то время как c ионами кобальта(II), цинка(II) и кадмия(II) устойчивость координационных соединений незначительно возрастает. Относительно высокой устойчивостью характеризуются комплексы с ионами серебра(I). На основании полученных данных высказаны предположения о структуре исследуемых комплексов.

Магнитные наночастицы феррита меди(II) являются перспективным материалом для биомедицины, электроники и фотокаталитических приложений. В работе методом анионообменного осаждения с помощью анионита АВ-17-8 в ОН-форме в присутствии декстрана-40 получены однородные сферические наночастицы CuFe₂O₄ размером 18.3 ± 0.4 нм с шириной запрещенной зоны 2.37 эВ. Фотокаталитическая активность полученного материала изучена на примере фотодеградации широко распространенного анионного красителя – индигокармина – в присутствии жертвенных агентов: цитрата, карбоната и гидрокарбоната натрия. Показана эффективность совместного применения доноров электронов – гидрокарбоната и цитрата натрия, снижающих вероятность рекомбинации фотогенерированных дырок и электронов. Определены кинетические параметры процесса (псевдонулевой порядок, k_каж = 3.6 × 10^–7 моль/(л мин), T_1/2 = 75.8 ± 2.3 мин) и предложен его механизм. Методом ЯМР установлены промежуточные продукты фотокаталитического окисления индигокармина.

В результате аэрозольного осаждения из газовой фазы (AACVD) получены двухслойные тонкопленочные нанокомпозиты ZnO/Cr₂O₃ и исследованы различными методами физико-химического анализа. С помощью ТГА/ДСК изучено термическое поведение прекурсоров – ацетилацетонатов цинка и хрома. Химический состав полученных покрытий подтвержден методом EDX, физический – методами рентгеновской дифракции и КР-спектроскопии. Микроструктурные особенности изучены с помощью СЭМ. Установлено, что варьирование концентрации прекурсора позволяет изменять морфологию получаемых покрытий от островковой структуры до сплошной пленки. Показано, что двухслойные пленки ZnO/Cr₂O₃ демонстрируют заметный хеморезистивный отклик при детектировании ацетона.