Диссертация на соискание ученой степени

1.2 Контроль морфологии наностержней оксида цинка методом селективной 
электростатической адсорбции 
Применение функционализированных материалов предполагает их обладание 
определенными параметрами в зависимости от области применения. Так, для 
применения 
наностержней 
оксида 
цинка 
в 
качестве 
эффективных 
фотокатализаторов, требуется создание структуры, имеющей наибольшую 
площадь каталитически активных граней {0001}. Поэтому развитие методов 
эффективного управления морфологией наноструктур оксида цинка является 
важным вопросом для их применения в различных областях науки и техники.
Как сообщается в статье [34], авторы разработали подход к управляемому 
изменению морфологии наностержней в двух направлениях (а именно к 
увеличению или уменьшению аспектного отношения) с помощью методов 
электростатики. Принцип разработанного авторами подхода заключается в 
электростатическом взаимодействие ионов металлов с различными гранями 

---

28 
растущих наностержней ZnO, тем самым ограничивая их рост (рисунок 1.8). В 
качестве источников ионов были использованы сульфаты металлов, а температура 
синтеза составляла 60 °C. 
Рисунок 1.8. Контроль морфологии наностержней оксида цинка путем селективной 
электростатической адсорбцией.
а) Механизм контроля сульфатов нецинковых металлов в растворе ванны. Катионы
А-типа (положительные при рН 11; Cd, Cu, Mg и Ca) подавляют осевой рост на отрицательной 
поверхности {0002}, ограничивая доступ ионов цинка, тем самым способствуя образованию 
тромбоцитов. Подобные взаимодействия между ионами
B-типа (отрицательные при pH 11; Al, In, Ga) и положительными {1010} боковыми гранями 
приводят к росту наностержней с высоким аспектным отношением; 
b) микрофотографии наностержней ZnO, выращенных в присутствии Cd или Al. Барная шкала 
= 500 нм;
c) Аспектные соотношения наностержней при различном содержании ионов. 
d) Энергодисперсионный анализ полученных структур в присутствие ионов Al и Cd. 
Данный механизм был подтвержден термодинамическим моделированием, 
представленным авторов. Стоит отметить, что авторы проводили синтезирование 
образцов и моделирование при pH = 11, при котором наблюдается наличие как 

---

29 
положительных, так и отрицательных комплексных ионов, а также известны 
константы для термодинамического расчета. 
Также авторами было установлено, что добавление в ростовой раствор 
сульфидов металла для управления морфологией наноструктур никак не влияет на 
энергодисперсионный спектр образцов (рисунок 1.8 d). Данный эффект 
достигается за счет низких температур синтеза. Однако, использование 
низкотемпературных методом синтеза не позволяет получать кристаллическую 
структуру высокого качестве. Поэтому, исследователями ищутся другие различные 
подходы, позволяющие эффективно управлять отношением различных граней 
наноструктур оксида цинка.