Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ուսումնասիրեցինք Cu/Ni նանոմասնիկները, որոնք սինթեզված էին միկրոածխածնային աղբյուրներում ՌԴ ցցման և RF-PECVD-ով համատեղ նստեցման ժամանակ, ինչպես նաև տեղայնացված մակերեսային պլազմոնային ռեզոնանսը՝ Cu/Ni նանոմասնիկների միջոցով CO գազի հայտնաբերման համար:Մասնիկների մորֆոլոգիա.Մակերեւույթի մորֆոլոգիան ուսումնասիրվել է՝ վերլուծելով 3D ատոմային ուժի միկրոգրաֆները՝ օգտագործելով պատկերի մշակման և ֆրակտալ/բազմաֆրակտալ վերլուծության տեխնիկան:Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է MountainsMap® Premium ծրագրաշարի միջոցով՝ երկկողմանի շեղումների վերլուծությամբ (ANOVA) և նվազագույն նշանակալի տարբերությունների թեստով:Մակերեւութային նանոկառուցվածքներն ունեն տեղական և գլոբալ հատուկ բաշխում:Փորձարարական և մոդելավորված Ռադերֆորդի հետցրման սպեկտրը հաստատեց նանոմասնիկների որակը:Թարմ պատրաստված նմուշներն այնուհետև ենթարկվեցին ածխածնի երկօքսիդի ծխնելույզին, և դրանց օգտագործումը որպես գազի սենսոր ուսումնասիրվեց՝ օգտագործելով տեղայնացված մակերեսային պլազմոնային ռեզոնանսի մեթոդը:Պղնձի շերտի վրա նիկելի շերտի ավելացումը հետաքրքիր արդյունքներ է ցույց տվել ինչպես մորֆոլոգիայի, այնպես էլ գազի հայտնաբերման առումով:Այս ոլորտում եզակի է բարակ թաղանթային մակերեսի տեղագրության առաջադեմ ստերեո վերլուծության համադրությունը Ռադերֆորդի հետցրման սպեկտրոսկոպիայի և սպեկտրոսկոպիկ վերլուծության հետ:
Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում օդի արագ աղտոտվածությունը, հատկապես արագ արդյունաբերականացման պատճառով, հետազոտողներին դրդել է ավելին իմանալ գազերի հայտնաբերման կարևորության մասին:Ցույց է տրվել, որ մետաղական նանոմասնիկները (NPs) խոստումնալից նյութեր են գազի տվիչների համար1,2,3,4, նույնիսկ երբ համեմատվում են բարակ մետաղական թաղանթների հետ, որոնք կարող են տեղայնացված մակերեսային պլազմոնային ռեզոնանս (LSPR), որը ռեզոնանսավորող նյութ է ուժեղ և խիստ սահմանափակ էլեկտրամագնիսականով։ դաշտերը 5,6,7,8.Որպես էժան, ցածր թունավոր և բազմակողմանի անցումային մետաղ՝ պղինձը համարվում է կարևոր տարր գիտնականների և արդյունաբերության, հատկապես սենսորների արտադրողների կողմից9:Մյուս կողմից, նիկելի անցումային մետաղի կատալիզատորներն ավելի լավ են գործում, քան մյուս կատալիզատորները10:Cu/Ni-ի հայտնի կիրառումը նանոմաշտաբում դրանք ավելի կարևոր է դարձնում հատկապես այն պատճառով, որ դրանց կառուցվածքային հատկությունները չեն փոխվում միաձուլումից հետո11,12:
Մինչդեռ մետաղական նանոմասնիկները և դրանց միջերեսը դիէլեկտրական միջավայրի հետ զգալի փոփոխություններ են ցուցադրում տեղայնացված մակերևութային պլազմոնային ռեզոնանսներում, այդպիսով դրանք օգտագործվել են որպես գազի հայտնաբերման շինանյութ13:Երբ կլանման սպեկտրը փոխվում է, դա նշանակում է, որ ռեզոնանսային ալիքի երկարության և/կամ կլանման գագաթնակետի ինտենսիվության և/կամ FWHM-ի երեք գործոնները կարող են փոխվել 1, 2, 3, 4-ով: Նանոկառուցվածքային մակերեսների վրա, որոնք ուղղակիորեն կապված են մասնիկների չափի հետ, տեղայնացված մակերեսը պլազմոնային ռեզոնանսը նանոմասնիկների մեջ, այլ ոչ թե բարակ թաղանթներում, արդյունավետ գործոն է մոլեկուլային կլանումը բացահայտելու համար14, ինչպես նաև նշել են Ռուիզը և այլք:ցույց տվեց մանր մասնիկների և հայտնաբերման արդյունավետության փոխհարաբերությունը15:
Ինչ վերաբերում է CO գազի օպտիկական հայտնաբերմանը, գրականության մեջ զեկուցվել են որոշ կոմպոզիտային նյութեր, ինչպիսիք են AuCo3O416, Au-CuO17 և Au-YSZ18:Մենք կարող ենք ոսկին պատկերացնել որպես ազնիվ մետաղ, որը ագրեգացված է մետաղի օքսիդներով՝ հայտնաբերելու գազի մոլեկուլները, որոնք քիմիապես կլանված են կոմպոզիտային նյութի մակերեսին, բայց սենսորների հիմնական խնդիրը նրանց արձագանքն է սենյակային ջերմաստիճանում, ինչը նրանց դարձնում է անհասանելի:
Վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում ատոմային ուժային մանրադիտակը (AFM) օգտագործվել է որպես առաջադեմ տեխնիկա՝ բնութագրելու եռաչափ մակերևույթի միկրոմորֆոլոգիան բարձր նանոմաշտաբով19,20,21,22:Բացի այդ, ստերեո, ֆրակտալ/մուլտիֆրակտալ անալիզ23,24,25,26, հզորության սպեկտրային խտության (PSD)27 և Minkowski28 ֆունկցիոնալները հանդիսանում են բարակ թաղանթների մակերեսային տեղագրությունը բնութագրելու ժամանակակից գործիքներ:
Այս ուսումնասիրության մեջ, հիմնվելով մակերևութային պլազմոնային ռեզոնանսի (LSPR) տեղայնացված կլանման վրա, ացետիլենի (C2H2) Cu/Ni NP-ի հետքերը տեղադրվել են սենյակային ջերմաստիճանում՝ որպես CO գազի տվիչներ օգտագործելու համար:Rutherford backscatter spectroscopy (RBS) օգտագործվել է AFM պատկերների կազմը և մորֆոլոգիան վերլուծելու համար, իսկ 3D տեղագրական քարտեզները մշակվել են MountainsMap® Premium ծրագրաշարի միջոցով՝ մակերևույթի իզոտրոպիան և մակերևույթի միկրոհյուսվածքների բոլոր լրացուցիչ միկրոմորֆոլոգիական պարամետրերը ուսումնասիրելու համար:Մյուս կողմից, ցուցադրվում են նոր գիտական արդյունքներ, որոնք կարող են կիրառվել արդյունաբերական գործընթացներում և մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում քիմիական գազի հայտնաբերման (CO) կիրառություններում:Գրականությունն առաջին անգամ հաղորդում է այս նանոմասնիկի սինթեզը, բնութագրումը և կիրառումը:
Պատրաստվել է Cu/Ni նանոմասնիկների բարակ թաղանթ՝ RF ցողման և RF-PECVD համատեղ նստեցման միջոցով 13,56 ՄՀց սնուցմամբ:Մեթոդը հիմնված է տարբեր նյութերի և չափերի երկու էլեկտրոդներով ռեակտորի վրա:Փոքրը մետաղական է որպես էներգիայով սնվող էլեկտրոդ, իսկ ավելի մեծը հիմնավորված է չժանգոտվող պողպատի խցիկի միջոցով՝ միմյանցից 5 սմ հեռավորության վրա:Տեղադրեք SiO 2 ենթաշերտը և Cu թիրախը խցիկի մեջ, այնուհետև տարհանեք խցիկը մինչև 103 Ն/մ 2՝ որպես հիմնական ճնշում սենյակային ջերմաստիճանում, ացետիլեն գազ մտցրեք խցիկի մեջ և այնուհետև ճնշեք մինչև շրջակա միջավայրի ճնշումը:Այս քայլում ացետիլեն գազի օգտագործման երկու հիմնական պատճառ կա. առաջինը, այն ծառայում է որպես պլազմայի արտադրության համար փոխադրող գազ, և երկրորդ՝ ածխածնի հետքերով նանոմասնիկների պատրաստման համար:Տեղակայման գործընթացն իրականացվել է 30 րոպե գազի սկզբնական ճնշման և համապատասխանաբար 80 Վտ գազի սկզբնական ճնշման և ՌԴ հզորության դեպքում:Այնուհետև կոտրեք վակուումը և փոխեք թիրախը Ni-ի:Տեղակայման գործընթացը կրկնվել է գազի սկզբնական ճնշման և համապատասխանաբար 2,5 Ն/մ2 և 150 Վտ հզորության դեպքում:Վերջապես, պղնձի և նիկելի նանոմասնիկները ացետիլենային մթնոլորտում կուտակված պղնձի/նիկելի նանոկառուցվածքներ են ձևավորում:Նմուշի պատրաստման և նույնացուցիչների համար տես Աղյուսակ 1-ը:
Թարմ պատրաստված նմուշների 3D պատկերներն արձանագրվել են 1 մկմ × 1 մկմ քառակուսի սկանավորման տարածքում՝ օգտագործելով նանոմետր բազմամոդալ ատոմային ուժային մանրադիտակ (Digital Instruments, Սանտա Բարբարա, Կալիֆորնիա) ոչ կոնտակտային ռեժիմում՝ 10–20 մկմ/րոպե արագությամբ։ .Հետ.MountainsMap® Premium ծրագրակազմն օգտագործվել է 3D AFM տեղագրական քարտեզների մշակման համար:Համաձայն ISO 25178-2:2012 29,30,31, մի քանի ձևաբանական պարամետրեր փաստաթղթավորված և քննարկված են, սահմանվում են բարձրությունը, միջուկը, ծավալը, բնույթը, գործառույթը, տարածությունը և համակցությունը:
Թարմ պատրաստված նմուշների հաստությունը և բաղադրությունը գնահատվել են MeV-ի կարգով` օգտագործելով բարձր էներգիայի Ռադերֆորդի հետցրման սպեկտրոսկոպիան (RBS):Գազի զոնդավորման դեպքում LSPR սպեկտրոսկոպիան օգտագործվել է UV-Vis սպեկտրոմետրի միջոցով 350-ից մինչև 850 նմ ալիքի երկարության միջակայքում, մինչդեռ ներկայացուցչական նմուշը գտնվում էր փակ չժանգոտվող պողպատից 5,2 սմ տրամագծով և 13,8 սմ բարձրությամբ կուվետում: 99,9 % CO գազի հոսքի մաքրությամբ (ըստ Arian Gas Co. IRSQ ստանդարտի՝ 1,6-ից մինչև 16 լ/ժ 180 վայրկյան և 600 վայրկյան):Այս քայլն իրականացվել է սենյակային ջերմաստիճանի, շրջակա միջավայրի խոնավության 19% և գոլորշիացման պայմաններում:
Ռադերֆորդի հետսցրման սպեկտրոսկոպիան որպես իոնային ցրման տեխնիկա կօգտագործվի բարակ թաղանթների բաղադրությունը վերլուծելու համար։Այս եզակի մեթոդը թույլ է տալիս քանակական գնահատում առանց հղման ստանդարտի օգտագործման:RBS վերլուծությունը չափում է բարձր էներգիաները (He2+ իոններ, այսինքն՝ ալֆա մասնիկներ) նմուշի վրա MeV-ի կարգով և He2+ իոնները՝ հետ ցրված տվյալ անկյան տակ:SIMNRA կոդը օգտակար է ուղիղ գծերի և կորերի մոդելավորման համար, և դրա համապատասխանությունը փորձարարական RBS սպեկտրներին ցույց է տալիս պատրաստված նմուշների որակը:Cu/Ni NP նմուշի RBS սպեկտրը ներկայացված է Նկար 1-ում, որտեղ կարմիր գիծը փորձարարական RBS սպեկտրն է, իսկ կապույտ գիծը SIMNRA ծրագրի մոդելավորումն է, կարելի է տեսնել, որ երկու սպեկտրային գծերը լավ վիճակում են։ համաձայնագիր։Նմուշի տարրերը նույնականացնելու համար օգտագործվել է 1985 կէՎ էներգիայով ընկնող ճառագայթ:Վերին շերտի հաստությունը կազմում է մոտ 40 1E15Atom/cm2, որը պարունակում է 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C և 0.02% Fe։Fe-ը կապված է Ni-ի թիրախի կեղտերի հետ ցողման ժամանակ:Ներքևում գտնվող Cu-ի և Ni-ի գագաթները տեսանելի են համապատասխանաբար 1500 կՎ-ում, իսկ C-ի և O2-ի գագաթները՝ համապատասխանաբար 426 կՎ և 582 կՎ-ում:Na, Si և Fe քայլերը համապատասխանաբար 870 կէՎ, 983 կէՎ, 1340 կէՎ և 1823 կէվ են։
Cu և Cu/Ni NP ֆիլմերի մակերեսների քառակուսի 3D տեղագրական AFM պատկերները ներկայացված են Նկ.2. Բացի այդ, յուրաքանչյուր նկարում ներկայացված 2D տեղագրությունը ցույց է տալիս, որ թաղանթի մակերևույթի վրա դիտված NP-ները միաձուլվում են գնդաձև ձևերի, և այս ձևաբանությունը նման է Godselahi-ի և Armand32-ի և Armand et al.33-ի նկարագրածին:Այնուամենայնիվ, մեր Cu NP-ները ագլոմերացված չէին, և միայն Cu պարունակող նմուշը ցույց տվեց զգալիորեն ավելի հարթ մակերես՝ ավելի նուրբ գագաթներով, քան ավելի կոպիտները (նկ. 2ա):Ընդհակառակը, CuNi15 և CuNi20 նմուշների բաց գագաթները ունեն ակնհայտ գնդաձև ձև և ավելի մեծ ինտենսիվություն, ինչպես ցույց է տրված նկ. 2a և b-ի բարձրության հարաբերակցությունը:Ֆիլմի մորֆոլոգիայի ակնհայտ փոփոխությունը ցույց է տալիս, որ մակերեսն ունի տարբեր տեղագրական տարածական կառուցվածքներ, որոնց վրա ազդում է նիկելի նստվածքի ժամանակը:
Cu (a), CuNi15 (b) և CuNi20 (c) բարակ թաղանթների AFM պատկերներ:Յուրաքանչյուր պատկերում ներկառուցված են համապատասխան 2D քարտեզներ, բարձրությունների բաշխումներ և Abbott Firestone կորեր:
Նանոմասնիկների միջին հատիկի չափը գնահատվել է տրամագծով բաշխման հիստոգրամից, որը ստացվել է 100 նանոմասնիկների չափման միջոցով՝ օգտագործելով Գաուսի համապատասխանությունը, ինչպես ցույց է տրված ՆԿ.Կարելի է տեսնել, որ Cu-ն և CuNi15-ն ունեն նույն միջին հացահատիկի չափերը (27,7 և 28,8 նմ), մինչդեռ CuNi20-ն ունի ավելի փոքր հատիկներ (23,2 նմ), ինչը մոտ է Godselahi-ի և այլոց կողմից ներկայացված արժեքին:34 (մոտ 24 նմ):Բիմետալային համակարգերում տեղայնացված մակերեսային պլազմոնային ռեզոնանսի գագաթները կարող են տեղաշարժվել հատիկի չափի փոփոխությամբ35:Այս առումով կարող ենք եզրակացնել, որ երկար Ni-ի նստեցման ժամանակը ազդում է մեր համակարգի Cu/Ni բարակ թաղանթների մակերեսային պլազմոնիկ հատկությունների վրա:
AFM տեղագրությունից ստացված (ա) Cu, (բ) CuNi15 և (գ) CuNi20 բարակ թաղանթների մասնիկների չափերի բաշխումը:
Զանգվածային մորֆոլոգիան նույնպես կարևոր դեր է խաղում բարակ թաղանթների տեղագրական կառուցվածքների տարածական կազմաձևման մեջ:Աղյուսակ 2-ում թվարկված են AFM քարտեզի հետ կապված բարձրության վրա հիմնված տեղագրական պարամետրերը, որոնք կարելի է նկարագրել միջին կոշտության (Sa), թեքության (Ssk) և կուրտոզի (Sku) ժամանակային արժեքներով:Sa արժեքներն են համապատասխանաբար 1,12 (Cu), 3,17 (CuNi15) և 5,34 նմ (CuNi20), ինչը հաստատում է, որ թաղանթները դառնում են ավելի կոպիտ Ni-ի նստեցման ժամանակի ավելացման հետ:Այս արժեքները համեմատելի են Arman et al.33-ի (1–4 նմ), Godselahi et al.34-ի (1–1.05 նմ) և Zelu et al.36-ի (1.91–6.32 նմ) նախկինում հաղորդվածների հետ, որտեղ նմանատիպ ցողումն իրականացվել է այս մեթոդների կիրառմամբ Cu/Ni NP-ների թաղանթները պահելու համար:Այնուամենայնիվ, Ghosh-ը և այլոք.37-ը տեղադրեցին Cu/Ni բազմաշերտները էլեկտրատեղադրման միջոցով և հայտնեցին ավելի բարձր կոպտության արժեքներ, ըստ երևույթին 13,8-ից 36 նմ միջակայքում:Հարկ է նշել, որ մակերևույթի ձևավորման կինետիկայի տարբերությունները նստեցման տարբեր մեթոդներով կարող են հանգեցնել տարբեր տարածական նախշերով մակերեսների առաջացման:Այնուամենայնիվ, կարելի է տեսնել, որ RF-PECVD մեթոդը արդյունավետ է Cu/Ni NP-ների թաղանթներ ստանալու համար՝ 6,32 նմ-ից ոչ ավելի կոպտությամբ:
Ինչ վերաբերում է բարձրության պրոֆիլին, ապա ավելի բարձր կարգի վիճակագրական մոմենտները Ssk և Sku կապված են համապատասխանաբար բարձրության բաշխման անհամաչափության և նորմալության հետ։Ssk-ի բոլոր արժեքները դրական են (Ssk > 0), ինչը ցույց է տալիս ավելի երկար աջ պոչ38, որը կարող է հաստատվել ներդիրում 2-ում բարձրության բաշխման գծապատկերով: Բացի այդ, բոլոր բարձրության պրոֆիլներում գերակշռում է սուր գագաթը 39 (Sku > 3) , ցույց տալով, որ կորը Բարձրության բաշխումը ավելի քիչ հարթ է, քան Գաուսի զանգի կորը:Բարձրության բաշխման գծապատկերում կարմիր գիծը Abbott-Firestone 40 կորն է, որը հարմար վիճակագրական մեթոդ է տվյալների նորմալ բաշխումը գնահատելու համար:Այս տողը ստացվում է բարձրության հիստոգրամի կուտակային գումարից, որտեղ ամենաբարձր գագաթը և ամենախոր անկումը կապված են իրենց նվազագույն (0%) և առավելագույն (100%) արժեքների հետ:Abbott-Firestone-ի այս կորերը y առանցքի վրա ունեն հարթ S-ձև և բոլոր դեպքերում ցույց են տալիս ծածկված տարածքի վրա հատված նյութի տոկոսի աստիճանական աճ՝ սկսած ամենակոպիտ և ինտենսիվ գագաթից:Սա հաստատում է մակերեսի տարածական կառուցվածքը, որի վրա հիմնականում ազդում է նիկելի նստեցման ժամանակը:
Աղյուսակ 3-ում ներկայացված են ISO ձևաբանական հատուկ պարամետրերը, որոնք կապված են AFM պատկերներից ստացված յուրաքանչյուր մակերեսի հետ:Հայտնի է, որ մակերեսի և նյութի հարաբերակցությունը (Smr) և մակերեսի հարաբերակցությունը նյութի հարաբերակցությունը (Smc) մակերեսի ֆունկցիոնալ պարամետրեր են29:Օրինակ, մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ մակերևույթի միջին հարթության վերևում գտնվող շրջանը բոլոր ֆիլմերում ամբողջությամբ գագաթնակետ է (Smr = 100%):Այնուամենայնիվ, Smr-ի արժեքները ստացվում են տեղանքի կրող տարածքի գործակիցի տարբեր բարձրություններից41, քանի որ Smc պարամետրը հայտնի է:Smc-ի վարքագիծը բացատրվում է Cu → CuNi20-ից կոպտության աճով, որտեղ երևում է, որ CuNi20-ի համար ստացված կոշտության ամենաբարձր արժեքը տալիս է Smc ~ 13 նմ, մինչդեռ Cu-ի արժեքը մոտ 8 նմ է:
Միաձուլման պարամետրերը RMS գրադիենտ (Sdq) և զարգացած միջերեսի տարածքի հարաբերակցությունը (Sdr) պարամետրեր են, որոնք կապված են հյուսվածքի հարթության և բարդության հետ:Cu → CuNi20-ից Sdq արժեքները տատանվում են 7-ից մինչև 21, ինչը ցույց է տալիս, որ թաղանթներում տեղագրական անկանոնությունները մեծանում են, երբ Ni շերտը նստում է 20 րոպե:Պետք է նշել, որ CuNi20-ի մակերեսն այնքան հարթ չէ, որքան Cu-ի մակերեսը։Բացի այդ, պարզվել է, որ Sdr պարամետրի արժեքը, որը կապված է մակերեսի միկրոհյուսվածքի բարդության հետ, աճում է Cu → CuNi20-ից:Համաձայն Kamble et al.42-ի ուսումնասիրության, մակերեսի միկրոհյուսվածքի բարդությունը մեծանում է Sdr-ի աճով, ինչը ցույց է տալիս, որ CuNi20-ը (Sdr = 945%) ունի ավելի բարդ մակերեսային միկրոկառուցվածք՝ համեմատած Cu թաղանթների (Sdr = 229%):.Փաստորեն, հյուսվածքի մանրադիտակային բարդության փոփոխությունը առանցքային դեր է խաղում կոպիտ գագաթների բաշխման և ձևի մեջ, ինչը կարելի է դիտարկել գագաթնակետային խտության (Spd) և գագաթնակետային միջին թվաբանականի կորության (Spc) բնորոշ պարամետրերից:Այս առումով Spd-ն աճում է Cu → CuNi20-ից՝ ցույց տալով, որ գագաթները ավելի խիտ են կազմակերպված Ni շերտի հաստության աճով:Բացի այդ, Spc-ն ավելանում է նաև Cu→CuNi20-ից՝ ցույց տալով, որ Cu նմուշի մակերևույթի գագաթնակետային ձևն ավելի կլորացված է (Spc = 612), մինչդեռ CuNi20-ն ավելի սուր է (Spc = 925):
Յուրաքանչյուր ֆիլմի կոպիտ պրոֆիլը նաև ցույց է տալիս հստակ տարածական նախշեր մակերևույթի գագաթնակետի, միջուկի և խորշի հատվածներում:Միջուկի բարձրությունը (Sk), նվազող գագաթնակետը (Spk) (միջուկի վերևում) և անցուղի (Svk) (միջուկից ներքև)31,43 պարամետրեր են, որոնք չափվում են մակերեսի հարթությանը ուղղահայաց30 և աճում են Cu → CuNi20-ից՝ պայմանավորված մակերեսի կոշտություն Զգալի աճ .Նմանապես, գագաթնակետային նյութը (Vmp), միջուկի նյութը (Vmc), ներքևի դատարկությունը (Vvv) և միջուկի դատարկության ծավալը (Vvc)31 ցույց են տալիս նույն միտումը, ինչ բոլոր արժեքները աճում են Cu → CuNi20-ից:Այս պահվածքը ցույց է տալիս, որ CuNi20 մակերեսը կարող է ավելի շատ հեղուկ պահել, քան մյուս նմուշները, ինչը դրական է, ինչը հուշում է, որ այս մակերեսը ավելի հեշտ է քսել44:Հետևաբար, հարկ է նշել, որ քանի որ նիկելի շերտի հաստությունը մեծանում է CuNi15 → CuNi20-ից, տեղագրական պրոֆիլի փոփոխությունները հետ են մնում ավելի բարձր կարգի ձևաբանական պարամետրերի փոփոխություններից՝ ազդելով մակերեսի միկրոհյուսվածքի և թաղանթի տարածական ձևի վրա:
Ֆիլմի մակերեսի մանրադիտակային հյուսվածքի որակական գնահատումը ստացվել է AFM տեղագրական քարտեզի կառուցմամբ՝ օգտագործելով առևտրային MountainsMap45 ծրագրաշարը:Նկարը ներկայացված է Նկար 4-ում, որը ցույց է տալիս ներկայացուցչական ակոսը և մակերեսի նկատմամբ բևեռային սյուժեն:Աղյուսակ 4-ում թվարկված են բնիկի և տարածության տարբերակները:Ակոսների պատկերները ցույց են տալիս, որ նմուշում գերակշռում է ալիքների նմանատիպ համակարգը՝ ակոսների ընդգծված միատարրությամբ։Այնուամենայնիվ, և՛ ակոսի առավելագույն խորության (MDF) և՛ միջին ակոսի խորության (MDEF) պարամետրերը աճում են Cu-ից մինչև CuNi20՝ հաստատելով CuNi20-ի քսայուղային ներուժի վերաբերյալ նախորդ դիտարկումները:Հարկ է նշել, որ Cu (նկ. 4ա) և CuNi15 (նկ. 4բ) նմուշներն ունեն գրեթե նույն գունային մասշտաբները, ինչը ցույց է տալիս, որ Cu թաղանթի մակերևույթի միկրոհյուսվածքը էական փոփոխություններ չի կրել Ni թաղանթն 15-ի ընթացքում նստելուց հետո: ր.Ի հակադրություն, CuNi20 նմուշը (նկ. 4c) ցուցադրում է տարբեր գունային մասշտաբներով կնճիռներ, ինչը կապված է MDF և MDEF ավելի բարձր արժեքների հետ:
Cu (a), CuNi15 (b) և CuNi20 (c) թաղանթների միկրոհյուսվածքների ակոսներ և մակերեսային իզոտրոպիա:
Բևեռային դիագրամը նկ.4-ը նաև ցույց է տալիս, որ մակերեսի միկրոհյուսվածքը տարբեր է:Հատկանշական է, որ Ni շերտի նստվածքը զգալիորեն փոխում է տարածական օրինաչափությունը։Նմուշների հաշվարկված միկրոտեքստային իզոտրոպիան կազմել է 48% (Cu), 80% (CuNi15) և 81% (CuNi20):Կարելի է տեսնել, որ Ni շերտի նստեցումը նպաստում է ավելի իզոտրոպ միկրոհյուսվածքի ձևավորմանը, մինչդեռ միաշերտ Cu թաղանթն ունի ավելի անիզոտրոպ մակերևութային միկրոհյուսվածք:Բացի այդ, CuNi15-ի և CuNi20-ի գերիշխող տարածական հաճախականությունները ավելի ցածր են՝ շնորհիվ նրանց մեծ ավտոկոռելյացիայի երկարությունների (Sal)44՝ համեմատած Cu նմուշների հետ:Սա նաև համակցված է այս նմուշների կողմից ցուցադրված հացահատիկի նմանատիպ կողմնորոշման հետ (Std = 2,5° և Std = 3,5°), մինչդեռ Cu նմուշի համար գրանցվել է շատ մեծ արժեք (Std = 121°):Այս արդյունքների հիման վրա բոլոր ֆիլմերը ցուցադրում են տարածական երկարաժամկետ տատանումներ՝ տարբեր մորֆոլոգիայի, տեղագրական պրոֆիլների և կոպտության պատճառով:Այսպիսով, այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ Ni շերտի նստեցման ժամանակը կարևոր դեր է խաղում CuNi երկմետաղային ցրված մակերեսների ձևավորման գործում:
Cu/Ni NP-ների LSPR վարքագիծը օդում սենյակային ջերմաստիճանում և CO գազի տարբեր հոսքերում ուսումնասիրելու համար կիրառվել են UV-Vis կլանման սպեկտրները 350–800 նմ ալիքի երկարության միջակայքում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում CuNi15 և CuNi20-ի համար:Տարբեր CO գազի հոսքի խտություններ ներմուծելով՝ արդյունավետ LSPR CuNi15 գագաթնակետը կդառնա ավելի լայն, կլանումն ավելի ուժեղ կլինի, և գագաթը կտեղափոխվի (կարմիր տեղաշարժ) դեպի ավելի բարձր ալիքի երկարություն՝ օդի հոսքի 597,5 նմ-ից մինչև 16 լ/ժ 606,0 նմ:CO-ի հոսքը 180 վայրկյան, 606,5 նմ, CO հոսքը 16 լ/ժ 600 վայրկյան:Մյուս կողմից, CuNi20-ն այլ վարքագիծ է դրսևորում, ուստի CO գազի հոսքի ավելացումը հանգեցնում է LSPR ալիքի երկարության դիրքի (կապույտ շեղում) 600,0 նմ-ից մինչև 589,5 նմ՝ 16 լ/ժ CO-ի 180 վրկ հոսքի դեպքում: .16 լ/ժ CO հոսում է 600 վայրկյան 589,1 նմ արագությամբ:Ինչպես CuNi15-ի դեպքում, մենք կարող ենք տեսնել ավելի լայն գագաթ և կլանման ինտենսիվության ավելացում CuNi20-ի համար:Կարելի է գնահատել, որ Cu-ի վրա Ni շերտի հաստության մեծացմամբ, ինչպես նաև CuNi15-ի փոխարեն CuNi20 նանոմասնիկների չափի և քանակի ավելացմամբ, Cu և Ni մասնիկները մոտենում են միմյանց, էլեկտրոնային տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է։ , և, հետևաբար, հաճախականությունը մեծանում է։ինչը նշանակում է, որ ալիքի երկարությունը նվազում է, տեղի է ունենում կապույտ տեղաշարժ:
Հրապարակման ժամանակը՝ օգոստոսի 16-2023