Влияние облучения электронами на оптические свойства порошка оксида цинка, модифицированного наночастицами оксида магния

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовали влияние модифицирования наночастицами MgO (концентрацией 0.1–10 мас. %) на спектры диффузного отражения порошками ZnO излучения с длиной волны 0.2–2.5 мкм до и после облучения электронами с энергией 30 кэВ. Модифицирование порошка ZnO осуществляли нанопорошком MgO при концентрациях от 0.1 до 10 мас. % твердотельным способом при температуре прогрева 650°С. Рентгенофазовый анализ показал, что при таком способе модифицирования образование дополнительных фаз отсутствует. Установлено, что оксид цинка имеет структуру, симметрия которой относится к пространственной группе P63mc, оксид магния – к пространственной группе Fm–3m. Коэффициент диффузного отражения таких порошков в видимой области свыше 90%. При облучении электронами с энергией 30 кэВ исходного и модифицированного порошков ZnO, а также нанопорошка MgO, регестрировали уменьшение их отражательной способности во всей исследуемой области спектра излучения. Установлено, что модифицирование порошка наночастицами MgO при концентрации 3 мас. % приводит к увеличению радиационной стойкости в 1.32 раза по сравнению с немодифицированными образцами. Этот эффект определяется стоком радиационных дефектов на развитой удельной поверхности наночастиц.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. М. Михайлов

Томский государственный университет управления и радиоэлектроники

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Томск

В. В. Нещименко

Амурский государственный университет

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Благовещенск

С. А. Юрьев

Томский государственный университет управления и радиоэлектроники

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Томск

А. Н. Лапин

Томский государственный университет управления и радиоэлектроники

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Томск

В. А. Горончко

Томский государственный университет управления и радиоэлектроники

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Томск

А. Н. Дудин

Амурский государственный университет

Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Благовещенск

В. Ю. Юрина

Томский государственный университет управления и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: viktoriay-09@mail.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Tribble A.C., Lukins R., Watts E., Naumov S.F., Serge-ev V.K. // J. Spacecraft Rockets. 1996. V. 33. № 1. P. 160. https://www.doi.org/10.2514/3.55722
  2. Lv J., Li X. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. P. 11882. https://www.doi.org/10.1039/C8CP01855C
  3. Sokolovskiy A., Plis E., Hoffmann R., Bengtson M., Ferguson D. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 451. P. 129030. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.129030
  4. Kiomarsipour N., Razavi R.S., Ghani K. // Dyes Pigments. 2013. V. 96. № 2. P. 403. https://www.doi.org/10.1016/j.dyepig.2012.08.019
  5. Михайлов М.М., Соколовский А.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2006. № 5. С. 72.
  6. Михайлов М.М., Нещименко В.В., Скрипка Н.Г., Хохлов Р.Н. // РАН Перспективные материалы. 2010. № 3. С. 14.
  7. Mikhailov M.M. Optical properties and radiation stability of Metal Oxide Powders modified with Nanoparticles. Volume 6. / Publishing house of Tomsk State University of Control Systems and Radio Electronics. 2019. 312 p.
  8. Mikhailov M.M. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2013. V. 7. P. 133. https://www.doi.org/10.1134/S102745101301028X
  9. Михайлов М.М., Власов В.А. // Известия ВУЗов. Физика. 1998. № 12. С. 52.
  10. Mikhailov M.M., Neshchimenko V.V., He Shiyu, Chundong L. // J. Spacecraft Rocket. 2011. V. 48. № 5. P. 891. https://www.doi.org/10.2514/1.42974
  11. Михайлов М.М., Нещименко В.В., Дедов Н.В., Чундун Л., Шиюй Х. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2011. № 12. С. 29–39.
  12. Mikhailov M.M., Neshchimenko V.V., Chundong L. // Radiation Effects and Defects in Solids. 2012. V. 167. № 1. P. 26–36. https://www.doi.org/10.1080/10420150.2011.588231
  13. Mikhailov M.M., Neshchimenko V. V., Chundong L. // Dyes Pigments. 2016. V. 131. P. 256. https://www.doi.org/10.1016/j.dyepig.2016.04.012
  14. Tanji K., Mrabet I.E., Fahoul Y., Soussi A., Belghiti M., Jellal I., Naciri Y., Gaidoumi A.E., Kherbeche A. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2023. V. 136. P. 1125. https://www.doi.org/10.1007/s11144-023-02385-0
  15. Gupta D., Chauhan V., Koratkar N., Singh F., Ku- mar A., Kumar S., Kumar R. // Vacuum. 2021. V. 192. P. 110435. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110435
  16. Косицын Л.Г., Михайлов М.М., Кузнецов Н.Я., Дворецкий М.И. // Приборы и техника эксперимента. 1985. № 4. С. 176.
  17. Johnson F.S. // J. Meteorological. 1954. V. 11. № 6. P.431.
  18. ASTM E490 – 00a Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables. – 2019.
  19. ASTM E903 – 96 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres. – 2005.
  20. Burns D.A., Ciurczak E.W. Handbook of near-infrared analysis / CRC Press. 2001. P. 814. https://www.doi.org/10.1201/9781420007374
  21. Reyes-Coronado D., Rodríguez-Gattorno G., Espinosa-Pesqueira M.E., Cab C., de Coss R., Oskam G. // Nanotechnology. 2008. V. 19. P. 145605. https://www.doi.org/10.1088/0957-4484/19/14/145605
  22. Nourozi B., Aminian A., Fili N., Zangeneh Y., Boochani A., Darabi P. // Results Phys. 2019. V. 12. P. 2038. https://www.doi.org/10.1016/j.rinp.2019.02.054
  23. Roessler D.M., Walker W.C. // Phys/ Rev. 1996. V. 159. № 3. P. 733. https://www.doi.org/10.1103/physrev.159.733
  24. Achehboune M., Khenfouch M., Boukhoubza I., Leon-tie L., Doroftei C., Carlescu A., Bulai G., Mothudi B., Zorkani I., Jorio A. // Materials Today: Proc. 2022. V. 53. P. 319. https://www.doi.org/10.1016/j.matpr.2021.04.144
  25. Ahmad F., Maqsood A. // Mater. Sci. Engineer.: B. 2021. V. 273. P. 115431. https://www.doi.org/10.1016/j.mseb.2021.115431,
  26. Inamuddin, Shakeel N., Ahamed M.I., Kanchi S., Kashmery H.A. // Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 5052. https://www.doi.org/10.1038/s41598-020-61831-4
  27. Sagar Raut D.P., Thorat R.T. // Int. J. Sci. Res. 2015. V. 4. P. 1225.
  28. Buchholz M., Yu X., Yang C., Heißler S., Nefedov A., Wang Y., Wöll C. // Surf. Sci. 2016. V. 652. P. 247. https://www.doi.org/10.1016/j.susc.2015.12.029
  29. Fan Y., Zheng W., Zhu S., Cheng L., Qi H., Li L., Huang F. // J. Luminescence. 2021. V. 239. P. 118365. https://www.doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118365
  30. Jawwad M.A.S., Murti R.H.A., Ya-Fen Wang, You S.-J. // Nusantara Sci. Technol. Proc. 2020. P. 72. https://www.doi.org/10.11594/nstp.2020.0510
  31. Stomp M., Huisman J., Stal L.J., Matthijs H.C.P. // ISME J. 2007. V. 1. P. 271. https://www.doi.org/10.1038/ismej.2007.59.
  32. Polovka M., Polovková J., Vizárová K., Kirschnerová S., Bieliková L., Vrška M. // Vibrational Spectroscopy. 2006. V. 41. P. 112. https://www.doi.org/10.1016/j.vibspec.2006.01.010.
  33. Neshchimenko V., Li C., Mikhailov M., Lv J. // Nanoscale. 2018. V. 10. P. 22335. https://www.doi.org/10.1039/C8NR04455D
  34. Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергия. 1976. С. 416.
  35. Skvortsova V., Trinkler L. The Optical Properties of Magnesium Oxide Containing Transition Metal Ions and Defects Produced by Fast Neutron Irradiation // 3rd WSEAS International Conference on Sensors and Signals, SENSIG'10, 3rd WSEAS International Conference on Materials Science, MATERIALS′10. University of Algarve, Faro, Portugal, November 3-5, 2010. P. 150.
  36. Kappers L.A., Kroes R.L., Hensley E.B. // Phys. Rev. B. 1970. V. 1. P. 4151.
  37. Schirmer O.F. // Z. Physik B. 1976. B. 24. S. 235. https://www.doi.org/10.1007/BF01360892
  38. Zhang X., Hattar K., Chen Y., Shao L., Li J., Sun C., Yu K., Li N., Taheri M.L., Wang H., Wang J., Nastasi M. // Prog. Mater. Sci. 2018. V. 96. P. 217. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.03.002
  39. Andrievski R.A. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2011. V. 29. P. 54.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гранулометрический состав исходного микропорошка ZnO (1), и модифицированного 3 мас. % наночастиц nMgO (2) и нанопорошка nMgO (3)

Скачать (132KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рентгенограммы исходного микропорошка ZnO (а), нанопорошка nMgO (б) и модифицированного порошка ZnO + 10% nMgO (в)

Скачать (308KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектры диффузного отражения исходного (1), прогретого (2), модифицированного порошка ZnO с процентным содержанием наночастиц nMgO: 0.1 (3), 1 (4), 3 (5), 5 (6), 10 (7) мас. % и нанопорошка MgO (8)

Скачать (197KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК-спектры исходного порошка ZnO (1), модифицированного порошка ZnO + 3% nMgO (2) и нанопорошка nMgO (3)

Скачать (166KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Разностные спектры диффузного отражения исходного (1), прогретого (2), модифицированного порошка ZnO с процентным содержанием наночастиц nMgO: 0.1 (3), 1 (4), 3 (5), 5 (6), 10 (7) мас. % и нанопорошка MgO (8) после облучения ускоренными электронами с энергией 30 кэВ флуенсом 2 × 1016 см–2

Скачать (112KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость изменений коэффициента поглощения Δas после облучения электронами с энергией 30 кэВ флуенсом 2 × 1016 см–2 исходного, прогретого и модифицированного наночастицами nMgO различной концентрации порошка ZnO

Скачать (67KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость изменений коэффициента поглощения Δas исходного порошка ZnO (1), модифицированного порошка ZnO + 3% nMgO (2) и нанопорошка nMgO (3) от флуенса электронов с энергией 30 кэВ

Скачать (67KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».