Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

глава 1. Методы синтеза наночастиц и нанопорошков
лоты, варьировался в пределах от 2 до 10 нм. Структура нанопленок 
была исследована новым рентгенодифракционным методом, кото-
рый смело можно отнести к нанотехнологиям. Это 
метод рассея-
ния рентгеновских лучей под скользящим или скребущим 
пучком
(
X-ray grazing incidence diffraction
). Другое название мето-
да — 
рассеяние рентгеновских лучей при полном внешнем 
отражении
. Данный метод позволил исследовать процесс осажде-
ния на подложку и атомную структуру пленок толщиной несколько 
нанометров. С помощью метода рассеяния под скользящим пучком 
удалось подтвердить гидрооксидный механизм формирования пле-
нок сульфида кадмия.
После осаждения сульфида кадмия в осадках обнаружились ча-
стицы размером несколько микрон, которые имели правильную 
форму гексагональной призмы (рис. 1.3). Обнаруженная исследо-
вателями самоорганизация существенно отличается от самооргани-
зации наночастиц, найденной в подобных соединениях при химиче-
ском осаждении, а также от самоорганизации частиц, обнаруженной 
в оксидах SiO
2
и TiO
2
. Дело в том, что наночастицы CdS размером
несколько нанометров, образующие коллоидный кристалл размером 
несколько микрометров, ориентированы относительно друг друга 
произвольным образом и не имеют правильной формы и одинако-
вых размеров. Как видно из рис. 1.4, наночастицы сульфида кад-
мия плотно прилегают друг к другу внутри коагулятов, имеющих 
размер около 150 нм.
Явление 
с а м о о рг а н и з а ц и и
широко распространено как
в неживой, так и в живой природе. Самоорганизация в химии ма-
териалов и самоорганизация наночастиц в последнее время стано-
вится предметом пристального исследования, поскольку это явле-
ние предполагается использовать в нанотехнологиях для самосборки 
высокопроизводительных и высокоэффективных схем для нано-
электроники. Явление самоорганизации наночастиц в настоящее 
время не понято до конца. Большое внимание уделяется установ-
лению природы сил межнаночастичного взаимодействия, которые 
приводят к самоорганизации и упорядочению наночастиц в одно-, 
двух- и трехмерные ансамбли. Среди таких сил рассматриваются 
вандерваальсовы силы, капиллярные силы, электростатические, 
стерические и другие силы.

---

29
1.3. осаждение из коллоидных растворов
Рис. 1.4. Микрофотография коагулятов в химически осажденном
порошке CdS (наночастицы размером 7 нм заполняют
объем внутри коагулятов)
Рис. 1.3. Микрофотография коллоидного кристалла,
полученного при химическом осаждении CdS (коллоидные кристаллы 
имеют форму гексагональных призм со стороной призмы около 2.5 мкм)

---

30