Металлооксидные иерархические микро- и наносистемы с фрактальной структурой. Получение. Исследование. Применение для сенсорики и катализа. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор наук Пронин Игорь Александрович

• Пронин Игорь Александрович
• доктор наук
• 2019

Оглавление диссертации доктор наук Пронин Игорь Александрович

Введение

1 Научные основы управления структурой иерархических наноматериалов в рамках золь-гель метода

1.1 Золь-гель процессы (обзор)

1.2 Особенности структурообразования и модели синтеза наноматериалов на основе диоксида кремния, полученных при помощи золь-гель-технологии

1.3 Исследование наноструктур на основе смешанных оксидов БЮ2-8п02 и 8Ю2-1п203, полученных золь-гель методом, с помощью ИК Фурье-спектроскопии

1.4 Спектроскопические исследования и моделирвоание эволюции золей на основе диоксида кремния

1.5 Особенности структуры покрытий на основе диоксида кремния, полученных методом золь-гель технологии при охлаждении золя до температуры жидкого азота

1.6 Особенности золь-гель синтеза тонких наноструктурированных пленок на основе оксида цинка

1.6.1 Методика приготовления чистых и модифицированных катионами металлов пленок оксида цинка в рамках золь-гель метода

1.6.2 Физико-химические процессы, происходящие на ранних этапах созревания золей на основе оксида цинка

1.6.3 Исследование свойств пленок оксида цинка, полученных золь-гель методом

1.7 Исследование поздних этапов созревания золей

Выводы по главе

2 Научные основы синтеза нанострурированых материалов на основе оксида цинка в рамках механического размола

2.1 Синтез порошков 7пО методом размола в аттриторе и исследование их структурных и кислотно-основных свойств

2.1.1 Синтез и методы исследования порошков 7пО

2.1.2 Результаты исследований структурных и кислотно-основных свойств порошков 7пО

2.1.3 Исследование эволюции порошков 7пО, полученных размолом в аттриторе, методом ИК Фурье-спектроскопии

2.2 Получение и исследование структурных свойств порошков 7пО в

планетарной мельнице

Выводы по главе

3 Разработка и исследование кондуктометрических и потенциометрических сенсоров нового поколения на основе металлооксидных наноматериалов

3.1 Хеморезистивные сенсоры газов на основе полупроводниковых оксидных материалов

3.1.1 Моделирование газочувствительности оксидных материалов с отклонением от стехиометрии (на примере БпО2)

3.2 Обзор модельных представлений природы адсорбционных центров

3.3 Вольт-амперные характеристики газовых сенсоров

3.4 Исследование и моделирование перколяционных явлений в газовых сенсорах на основе металлооксидов

3.4.1 Исследование и моделирование пороговых значений концентраций срабатывания сенсорных элементов

3.4.2 Исследование и моделирование сенсоров газа со сверхвысокими значениями газочувствительности

3.5 Разработка и исследование чувствительных элементов датчиков вакуума на основе наноструктурированных пленок оксидных полупроводников, полученных золь-гель методом

3.5.1 Чувствительные элементы датчиков вакуума на основе пленок SiO2-SnO2

3.5.2 Моделирование сенсорного отклика вакуумметров с чувствительными элементами на основе оксидных наноматериалов с фрактальной структурой

3.6 Чувствительные элементы сенсоров бактериальных клеток (на примере

P.putida)

Выводы по главе

4 Исследование эффекта спонтанной генерации электрического напряжения в наноматериалах на основе оксида цинка

4.1 Эффект спонтанной генерации электрического напряжения в оксиде цинка. Переход «металл - диэлектрик»

4.2 Механизм возникновения ЭДС в Ъп01Ъп0-Ые

4.3 Исследование температурной зависимости ЭДС

4.4 Исследование газочувствительных свойств образцов Ъп01Ъп0-Ыв

4.4.1 Исследование температурной зависимости ЭДС, возникающей в Ъп01Ъп0-Ые в атмосфере паров этанола

4.4.2 Исследование зависимости возникающей ЭДС от концентрации паров этанола в атмосфере

4.4.3 Исследование сенсорного отклика структур Ъп01Ъп0-Ыв от концентрации паров этанола и температуры

Выводы по главе

5 Разработка и исследование фотокатализаторов на основе

наноструктурированных полупроводниковых широкозонных материалов

5.1 Исследование фотокаталитических свойств наноструктурированных пленок оксида цинка, полученных в рамках золь-гель метода

5.2 Исследование фотокаталитических свойств порошков оксида цинка,

полученных размолом

4

5.3 Исследование взаимосвязи фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств фотокатализаторов на примере оксида цинка, полученного методом спонтанной кристаллизации

5.3.1 Синтез и исследования структурных свойств чистого и модифицированного оксида цинка методом спонтанной кристаллизации

5.4.2 Исследование фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств .. 283 Выводы по главе

6 Развитие приемов самосборки иерархических наночастиц и наноструктур в созданных нанообластях

6.1 Нанолитографическая самосборка коллоидных частиц

6.2 Нано- и микролитография монокристаллических частиц полупроводниковых оксидов

6.3 Направленная самосборка микро- и нанопроводов оксида цинка

Выводы по главе

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Металлооксидные иерархические микро- и наносистемы с фрактальной структурой. Получение. Исследование. Применение для сенсорики и катализа.»

Введение Актуальность темы

В настоящее время металлооксидные полупроводниковые материалы (МПМ) находят широкое применение во многих областях науки и техники. На их основе изготавливают газовые сенсоры, катализаторы и фотокатализаторы, прозрачные проводящие электроды, датчики изображений, органические светоизлу-чающие диоды, топливные элементы, тонкопленочные транзисторы и др. Хорошо известно, что параметры и свойства приборов и систем на основе МПМ контролируются структурными особенностями этих материалов. Например, чувствительность и быстродействие газовых сенсоров зависят от размера кристаллитов и толщины пленки, площади и геометрии контактного перекрытия между зернами, поверхностного и объемного нанодизайна как самих кристаллитов, так и структур более высокого уровня организации. При этом для изготовления высокоэффективных сенсорных структур необходимо добиться малого размера зерен, наличие системы пор различных калибров, развитой площади поверхности и т.д. Эффективность фотокатализаторов на основе МПМ также зависит от размера кристаллитов, способа их сборки на более высоком уровне, удельной площади поверхности, а также от типа и концентрации точечных дефектов в объёме и на поверхности. Однако в настоящее время отсутствуют методы, которые бы позволяли целенаправленно и независимо управлять свойствами пленок и порошков МПМ для оптимизации параметров приборов на их основе. При этом, изменение одного из технологических параметров синтеза (например, температура, давление, введение модификатора) приводит к одновременному изменению всех структурных свойств. Например, целенаправленное уменьшение размера зерна МПМ газовых сенсоров вызывает уменьшение размеров пор, что замедлит как диффузию детектируемого газа в сенсорную структуру, так и вывод продуктов реакции из неё, что в конечном итоге приведет к ухудшению быстродействия приборов. Поэтому

можно сделать вывод, что МПМ, используемые для различных практических при-

6

ложений, не обладают полным набором свойств, необходимых для реализации конкретных разработок. Особое место в решении этой проблемы занимают иерархические структуры, бурное развитие которых происходит на современном этапе развития материаловедения микро- и наносистем. Развитие подходов, позволяющих оптимизировать свойства наноструктурированных иерархических МПМ, позволят получить дополнительные возможности улучшения параметров приборов на их основе. Поэтому разработка научных основ создания единичных наноблоков, а также методов получения на их основе структур с более высокими уровнями иерархии, обеспечит существенный прогресс во многих областях науки и техники.

Таким образом, разработка металлооксидных иерархических полупроводниковых материалов, включающая как фундаментальные исследования, так и развитие новых методик и технологий синтеза, является актуальной задачей и представляет научный и практический интерес.

Цель работы: разработка обобщённого подхода к управлению структурными и физико-химическими свойствами полупроводниковых иерархических ме-таллооксидных материалов для сенсорных и фотокаталитических применений.

Задачи:

1. Разработать модельные представления золь-гель процессов, позволяющие прогнозировать как свойства отдельных нанокристаллитов материала, так и параметры систем, собранных на их основе в широких временных и температурных диапазонах.

2. Исследовать эволюцию свойств порошков МПМ (на примере оксида цинка), включая кислотно-основные и донорно-акцепторные свойства поверхности, в процессе механического размола различной энергетики.

3. Разработать и исследовать чувствительные элементы датчиков газов, вакуума и бактерий на основе МПМ.

4. Разработать модельные представления влияния иерархического наноди-зайна МПМ на газочувствительные свойства (включая сенсорный отклик к уровню вакуума) сенсорных элементов.

5. Разработать модельные представления, позволяющие в рамках теории перколяции прогнозировать пороги срабатывания сенсорных элементов на основе МПМ с иерархической наноструктурой, а также объясняющие сверхвысокий сенсорный отклик МПМ с фрактально-перколяционной структурой.

6. Исследовать и разработать модельные представления эффекта спонтанной генерации электрического напряжения (термовольтаический эффект) в оксиде цинка, неоднородно легированном примесями переменной валентности.

7. Разработать и исследовать чувствительные элементы газовых сенсоров на основе термовольтаического эффекта в оксиде цинка.

8. Исследовать фотокаталитические свойства МПМ, полученных в рамках методов золь-гель технологии; механического размола; спонтанной кристаллизации.

9. Исследовать взаимосвязь между фотокаталитическими и фотолюминесцентными свойствами МПМ.

10. Разработать методы получения наноструктурированных объектов с контролируемым наноразрешением в заданных локальных геометрических областях.

Научная новизна

1. Разработаны модельные представления протекания золь-гель процессов на всех этапах созревания, использующие небольшое количество эффективных параметров, которые зависят от совокупности технологических факторов. На основе полученного результата возможно управление как отдельными параметрами нанокристаллитов (размер, форма, фрактальная размерность), так и структурой МПМ на более высоких уровнях иерархии.

2. Экспериментально установлено, что в процессе механического размола монотонный рост микродеформаций и монотонное уменьшение размеров областей когерентного рассеяния порошков оксида цинка сопровождается немонотонным изменением типа и концентрации поверхностных адсорбционных центров. Это связано с тем, что в процессе измельчения в термодинамически неравновесных условиях одновременно происходят процессы разрушения кристаллов материала, сопровождающиеся разрывом химических связей и формированием новой поверхности с активными поверхностными центрами; адсорбционные процессы, приводящие к экранированию части активных центров поверхности; рекомбинация центров и их экранирование в результате агломерации частиц.

2. Разработаны модели сенсорного отклика чувствительных элементов датчиков газов и уровня вакуума, позволяющие прогнозировать чувствительные свойства МПМ с заданным иерархическим нанодизайном.

3. Разработаны перколяционные модели, позволяющие прогнозировать пороговые значения сенсорного отклика чувствительных элементов датчиков газа на основе МПМ в зависимости от иерархического дизайна материала. Также в рамках данных модельных представлений показана возможность получения сверх высокого сенсорного отклика (до 106 - 107) в фрактально-перколяционных структурах МПМ.

4. Экспериментально исследована и промоделирована кинетика сенсорного отклика переходов ЪпО1ЪпО-Ыв при взаимодействии с бактериями вида Р. putida. Полученные результаты позволяют проводить как детектирование концентрации бактерий в суспензиях, так и оценивать цитотоксичность МПМ.

5. В образцах оксида цинка, неоднородно легированных катионам меди и железа, экспериментально обнаружено возникновение электродвижущей силы (до 10 мВ при 300 °С) при однородном нагреве без градиента температур (термоволь-таический эффект).

6. Разработаны модельные представления возникновения термовольтаиче-ского эффекта в оксиде цинка, неоднородно легированного примесями переменной валентности, основанные на возникновении автоколебательного фазового перехода «диэлектрик - проводник». Модели адекватно описывают полученные экспериментальные результаты, а также могут быть распространены на другие МПМ.

7. Экспериментально установлена корреляция между фотокаталитическими и фотолюминесцентными свойствами оксида цинка, модифицированного катионами металлов: в целом, с увеличением концентрации модификаторов будет уменьшаться фотокаталитическая активность материалов и расти интенсивность фотолюминесценции.

8. Экспериментально установлено, что локальная активация кремниевых подложек методом локального анодного окисления позволяет получать литографические рисунки из монокристаллических или фрактальных МПМ с заданным наноразрешением, определимым процессами самособорки и самоорганизации с молекулярного уровня.

Положения, выносимые на защиту

Положение 1 (о модельных представлениях золь-гель процессов синтеза МПМ) - соответствует п. 1 паспорта специальности

Развитые модельные представления золь-гель процессов, учитывающие последовательно-параллельные процессы гидролиза и поликонденсации на ранних этапах созревания золей, а также процессы формирования перколяционного стягивающего кластера и спинодального распада на поздних этапах золь-гель перехода, позволяют прогнозировать как свойства отдельных агрегатов (размер, форма, фрактальная размерность), так и особенности структуры полупроводниковых оксидных материалов на более высоких уровнях иерархии в широком температурном диапазоне (включая температуры жидкого азота).

Положение 2 (об изменении свойств МПМ в результате механического размола) - соответствует п. 1 паспорта специальности

В результате получения полупроводниковых металлоксидов методом механического размола изменения претерпевают как объёмные свойства материала (размер областей когерентного рассеяния, величина микро- и нанодеформаций), так и кислотно-основные и донорно-акцепторные свойства его поверхности. При этом монотонное изменение размеров областей когерентного рассеяния и значений микро- и нанодеформаций с увеличением времени размола сопровождается немонотонным изменением поверхностных свойств. Энергетика предопределяет время размола для оптимизации фотокаталитических свойств порошков.

Положение 3 (о сенсорных свойствах МПМ) - соответствует п. 4 паспорта специальности

Сенсорные свойства чувствительных элементов датчиков газов, вакуума и бактерий на основе полупроводниковых оксидных материалов определяются как свойствами отдельных кристаллитов, так и способами их иерархической сборки на более высоких уровнях скейлинга. Развитые модельные представления позволяют как объяснить значения сенсорного отклика наноструктур в широком диапазоне (вплоть до 1 000 000), так и спрогнозировать порог срабатывания сенсора при заданном иерархическом нанодизайне.

Положение 4 (о термовольтаическом эффекте в оксиде цинка) - соответствует п. 3, 4 паспорта специальности

Градиент концентрации примесей с переменной валентность (Fe, в оксиде цинка приводит к возникновению эффекта спонтанной генерации электрического напряжения (термовольтаический эффект), объясняемого в рамках модели перехода «диэлектрик - проводник». На основе эффекта возможно изготовление газовых сенсоров нового типа.

Положение 5 (о фотокаталитических свойствах МПМ) - соответствует п. 3, 5 паспорта специальности

Фотокаталитические свойства МПМ, оцененные в рамках исследований разложения модельных загрязнителей в водных растворах, определяются как структурными, так и физико-химическими свойствами на каждом уровне иерархии. При этом люминесцентная спектрофотометрия может выступать в качестве метода экспресс-анализа фотокаталитической эффективности.

Положение 6 (о способах получения новых наноструктурированных объектов в заданных геометрических областях) - соответствует п. 1 паспорта специальности

Предложенные подходы синтеза полупроводниковых оксидных наномате-риалов, включающие локальную энергетическую активацию взаимодействия подложки и исходных растворов для синтеза металлоксидов в рамках золь-гель и гидротермального методов, а также управление центробежной силой, позволяют получить принципиально новые нанообъекты с заданным наноразрешением, определяемыми совокупностью процессов «top- down» и «bottom-up».

Практическая значимость работы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, представленные в настоящей работе, были использованы в научно-исследовательских работах с участием автора в качестве научного руководителя (грант РФФИ № 16-3200053 «Разработка метода экспресс-анализа параметров газовых сенсоров и фотокатализаторов», мол_а; грант Президента РФ для молодых кандидатов наук № МК-1882.2018.8 «Наноинженерия металлооксидных материалов для сенсорики и фотокатализаторов»; программа У.М.Н.И.К. «Разработка методики получения пористой матрицы на основе ортокремневой кислоты в качестве контейнера для полупроводниковой массы чувствительного элемента газового сенсора») и ведущего исполнителя (проекты РФФИ, базовая и проектные части Госзадания, проект Ми-нобрнауки). Проведенные исследования позволили достигнуть следующих практических результатов.

1. Разработаны новые материаловедческие принципы, позволяющие управлять процессами синтеза МПМ с заданным нанодизайном на всех уровнях скей-линга.

2. Предложены способы изготовления чувствительных элементов датчиков уровня вакуума (защищены патентами №№ 2485465, 2505885, 2506659, 2539657, 2555499, 2602999) и газовых сенсоров нового типа (защищены патентами №№ 2532428, 2613488).

3. Предложен новый способ оценки цитотоксичности металлокисдных полупроводниковых наноматериалов (на примере оксида цинка) на основе анализа кинетики сенсорного отклика структуры ZnO/ZnO-Me к бактериям вида Р. putida (защищен патентом № 2587630).

4. Предложен способ получения фотокатализаторов на основе порошков оксида цинка в рамках метода механического размола, позволяющий увеличивать фотокаталитическую активность (в модельных реакциях разложения водных растворов красителей) за счет управления временем механоактивации (защищен патентом № 2627496).

5. Предложен способ экспресс-оценки фотокаталитических свойств МПМ с помощью люминесцентной спектрофотометрии.

6. Разработаны способы получения наноструктур на основе МПМ с заданным разрешением в локальных геометрических областях путём активации взаимодействия между подложкой и раствором прекурсоров. Данные способы совместимы с требованиями микро- и наноэлектроники (защищены патентами №№ 2624983, 2655651).

7. Разработаны рекомендации по применению полученных научно -технических результатов для газовой сенсорики, экологии, медицины.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах:

13

На международных конференциях: International conference on functional na-nomaterials and nanodevices, Budapest, Hungary, 2017; Sixth Balkan Conference on Glass Science & Technology, 18th Conference on Glass and Ceramics, Nessebar, 2014; Fifth National Crystallographic Symposium with International Participation, Sofia, 2014; Международном симпозиуме «Надежность и качество», Пенза, 2010 - 2019; International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures (Saint Petersburg OPEN), Saint Petersburg, 2016, 2019; International Conference on Vacuum Technique and Technology, Saint Petersburg, 2017-2019; XIV-я международная конференция "Физика диэлектриков", Санкт-Петербург, 2017; IEEE North west Russia section young researchers in electrical and electronic engineering conference, EICONRUSNW 2016, Saint Petersburg, 2016; VII Международная научная конференция «Химическая термодинамика и кинетика», Великий Новгород, 2017, 2018.

На всероссийских конференциях: Всероссийской научной школе «Волоконно-оптические, лазерные и нанотехнологии в наукоемком приборостроении», Пенза, 2013; Научно-технической конференции «Методы создания, исследования микро-, наносистем и экономические аспекты микро-, наноэлектроники», Пенза,

2011, 2013; Всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Диагностика наноматериалов и наноструктур», Рязань,

2012, 2017; Всероссийская научная конференция "Актуальные проблемы адсорбции и катализа", г. Иваново, 2017.

На региональных и внутривузовских конференциях: Конференция «Технологии специального приборостроения. Молодежь в науке», г. Заречный, 2017, 2018; Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, 2010 -2018.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 74 работы в отечественных и зарубежных источниках научно-технической информации, в том числе 57 журнальных статей, 16 патентов, 2 монографии.

Личный вклад автора

Все исследования и разработки, результаты которых включены в диссертацию, выполнены под руководством автора в качестве научного руководителя, а также при непосредственном его участии в качестве ответственного исполнителя. Автором лично определены цели и задачи диссертационной работы, проведены теоретические исследования, разработаны сенсорные структуры и фотокатализаторы, а также методики их синтеза, проведен анализ экспериментальных результатов и сформулированы соответствующие выводы.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, изложена на 336 страницах, содержит 147 рисунков, 17 таблиц и список литературы из 233 наименований.

1 Научные основы управления структурой иерархических наноматериалов в рамках золь-гель метода

1.1 Золь-гель процессы (обзор)

Золь-гель процесс - это технология материалов, в том числе наноматериа-лов, включающая получение золя с последующим переводом его в гель, т. е. в коллоидную систему, представляющую собой жидкую дисперсионную среду, заключенную в пространственную сетку, образованную соединившимися частицами дисперсной фазы [1].

С помощью использования метода золь-гель технологии можно получать наночастицы, нанопористые материалы с регулируемым размером пор, тонкие наноразмерные пленки, а также формировать неоргано-органические и органо-неорганические композиты, размер фаз которых находится в нанодиапазоне. Термин «золь-гель синтез» включает в себя методы жидкофазного синтеза материалов из растворов, для которых характерен переход из золя в гель.

Управлять процессом золь-гель синтеза можно с помощью температуры, ультразвука, магнитного поля и других условий. В последнее время в золь-гель синтезе применяются методы темплатного синтеза. Эта технология реализуется путем введения в золь вместе с основными компонентами различных структурирующих добавок. В качестве таких добавок могут быть применены неограниче-ские и органические вещества, наночастицы, поверхностно-активные вещества. Они способствуют формированию определенных параметров: фазового состава, типа и формы кристаллитов, формы и размера пор и наночастиц, рельефа поверхности покрытий. Удаление темплата приводит к образованию полостей такого же размера и формы, как органическая мицелла. Мицеллами называют частицы дисперсной фазы лиозоля вместе с окружающей их сольватной оболочкой из молекул (ионов) дисперсионной среды. В результате формируется высокоупорядоченная структура пор, полностью повторяющая структуру темплата, причем размер пор может варьироваться от 2 до 50 нм [2].

Технологические приемы, используемые в золь-гель синтезе, довольно просты, однако в основе их лежит множество сложных процессов, а образующиеся в результате материалы имеют сложную фрактальную структуру.

Процесс получения материалов с помощью данного метода состоит из нескольких стадий.

На первой стадии производится получение золя. Золь - высокодисперсная коллоидная система с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсионной средой. В ее объеме распределена другая (дисперсная) фаза в виде мелких твердых частиц, капелек жидкости или пузырьков газа [3].

Золи занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубодисперсными системами. Они прозрачны на просвет за счет того, что средние размеры частиц составляют 1 - 100 нм. В золях частицы дисперсной фазы не связаны в пространственную структуру, а свободно участвуют в броуновском движении. В зависимости от природы дисперсионной среды, лиозоли подразделяют на гидрозоли (вода) и органозоли (органический растворитель).

К лиозолям относятся мицеллярные растворы различных типов, водные растворы биополимеров, органо- и гидрозоли металлов, синтетические латексы.

Выделяют два основных типа золей - коллоидные и полимерные.

Коллоидные золи представляют собой агрегативно устойчивые дисперсные системы различных соединений в воде (гидрозоли кремнезема, серебра, бемита, двуокиси титана, солей металлов), получаемые конденсационными или дисперга-ционными методами.

Полимерные золи образуются в результате гидролитической поликонденсации алкоксисоединений в спиртовой среде и представляют собой растворы, содержащие молекулы различной молекулярной массы (мономеры, димеры, олиго-меры, полимеры). Наиболее широко в золь-гель технологии используются ал-коксисоединения или эфиры ортокислот элементов IV группы и некоторых элементов III и V групп Периодической системы, которые в общем виде можно пред-

17

ставить так: М(ОЯ)х, где М - катион ф, М, Ti, ве, Zr, Hf, Т^ V, ЯЬ, Та, Sb,); Я -группы (-СН3), (-С2Н5) или (-С3Н7); х - целое число, зависящее от валентности ОЯ. Например, алкоксисоединением кремния является тетраэтоксисилан.

На второй стадии процесса происходит образование геля. Гель - это дисперсная система с жидкой средой, в которой частицы дисперсной фазы образуют пространственную структурную сетку.

Еще гель определяют как связнодисперсную систему, состоящую из непрерывных твердой и жидкой фаз, которые имеют коллоидные размеры (1-1000 нм).

Процесс перехода в гель для коллоидных и полимерных золей происходит по-разному.

Коллоидные гели образуются в результате потери частицами золя агрега-тивной устойчивости, вызванной введением раствора электролита или изменением рН среды. В золе начинают проявляться силы молекулярного притяжения между частицами, приводящие к коагуляции и образованию пространственной структурной сетки (остова неорганического полимера). При этом в коллоидных системах эти связи могут быть обратимыми, т. е. могут разрушаться в процессе встряхивания, а затем восстанавливаться.

Полимерные гели получаются в результате реакции гидролитической поликонденсации алкоксисоединений. При гидролизе алкоксисоединений кремния, в частности $1(О£У)4, связи Si-ОЯ расщепляются с образованием силанолов Si-ОН, которые очень неустойчивы и конденсируются с образованием силоксановых связей типа Si-О-Si, являющихся основными структурными элементами полисилок-санов. Постепенно происходит связывание разветвленных полимерных молекул по объему золя с образованием гигантского кластера или трехмерной сетки (остова неорганического полимера). Когда этот кластер достигнет макроскопических размеров и распространится по всему объему золя, говорят, что произошел переход золя в гель. Для полимерных гелей характерно наличие ковалентных связей

между молекулами и фрагментами молекул, образующих гигантский кластер.

18

Формирование геля начинается с образования фрактальной структуры золя, роста фрактальных агрегатов до таких размеров, при которых они начнут сталкиваться и сцепляться между собой, как это описывает теория перколяции (теория протекания). При достижении точки гелеобразования соседние кластеры, состоящие из полимеров и агрегатов наночастиц, соединяются вместе, образуя единую сетку.

Точка гелеобразования соответствует порогу перколяции, когда образуется единый стягивающий кластер, как бы распространившийся по всему объему золя. После прохождения точки гелеобразования золь теряет подвижность и застудневает, преобразуясь в «мокрый гель», поскольку жидкая фаза сохраняется в пространственной структуре. Мокрый гель обычно принимает форму того сосуда, в котором находился золь.

В точке гелеобразования формирование геля не прекращается. В течение некоторого времени происходит созревание (старение) геля. В образовавшемся продукте единый гигантский кластер сосуществует с золем, содержащим множество мелких кластеров, которые непрерывно присоединяются к общему остову — гигантскому кластеру.

В геле также могут продолжаться реакции поликонденсации, процессы переосаждения мономеров и олигомеров, а также уплотнение структуры.

На третьей стадии производится сушка. Из пространственной структуры геля осуществляется удаление воды, в результате образуется ксерогель.

На четвертой стадии производится обжиг. Результатом является формирование стеклообразного или керамического материала. В результате процессов спекания происходит перестройка структуры неорганического полимера, а в ряде случаев и его кристаллизации. В зависимости от целевого назначения материала, процесс может быть закончен на любой стадии.

К основным достоинствам золь-гель технологии относятся [4]:

- высокая химическая однородность синтезируемых многокомпонентных систем на молекулярном уровне;

- возможность получения продуктов в виде волокон, порошков, покрытий и микросфер высокой чистоты и однородности;

- возможность осуществления непосредственного перехода из аморфного в кристаллическое состояние без введения минерализующих добавок;

- возможность получения принципиально новых материалов при существенном снижении температуры синтеза;

- возможность плавного управления свойствами материалов.

Золь-гель процесс позволяет синтезировать материалы при более низких температурах, чем это возможно с помощью традиционных методов синтеза (метода магнетронного распыления, термического испарения в вакууме и т.д.) [5, 6].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Пронин Игорь Александрович, 2019 год

Список использованных источников

1. Мошников В.А., Таиров Ю.М., Хамова Т.В., Шилова О.А. Золь-гель технология микро- и нанокомпозитов: Учебное пособие. - СПб.: Лань, 2013. 294 с.

2. Порозова С.Е., Кульметьева В.Б. Получение наночастиц и наноматериа-лов. - П.: Изд-во Пермского государственного технического университета, 2010. 135 с.

3. http://thesaurus.rusnano.com [электронный ресурс] - открытый доступ.

4. Семченко Г.Д. Золь-гель процесс в керамической технологии. - Х.: Нау-кова думка, 1997. 144 с.

5. Znaidi L. Sol-gel-deposited ZnO thin films: A review // Materials Science and Engineering B. - 2010. - K174. - P. 18 - 30.

6. Сычев М.М. Теоретические основы материаловедения композиционных материалов на уровне регулирования состава поверхностных функциональных групп // Новые исследования в материаловедении и экологии: сб. науч. трудов. Вып. 11. - СПб., 2011. - С.42 - 46.

7. Hosono E., Fujihara S., Kimura T., Imai H. Non-Basic Solution Routes to Prepare ZnO Nanoparticles // J. Sol-Gel Sci. Technol. - 2004. - K29. - PP. 71 - 79.

8. Пономарева А. А., Мошников В. А. Использование оптических методов исследования для выявления структурных особенностей пористых нанокомпозит-ных пленок системы диоксид олова- диоксид кремния //Письма в ЖТФ. - 2011. -Т. 37. - №. 19.

9. Aziz M., Abbas S. S., Baharom W. R. W. Size-controlled synthesis of SnO2 nanoparticles by sol-gel method // Materials Letters. - 2013. - Т. 91. - С. 31-34.

10. Грачева И. Е., Максимов А. И., Мошников В. А. Анализ особенностей строения фрактальных нанокомпозитов на основе диоксида олова методами атом-но-силовой микроскопии и рентгеновского фазового анализа // Поверхность.

Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2009. - №. 10. - С. 16-23.

11. Пономарева А. А., Мошников В. А. Влияние температурного отжига на фрактальную размерность поверхности золь-гель слоев SiO2-SnO2 // Материаловедение. - 2011. - №. 12. - С. 45-49.

12. Иванов В.В., Сидорак И.А., Шубин А.А., Денисова Л.Т. Получение порошков SnO2 разложением термически нестабильных соединений // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. - 2010. - № 3. - С. 189-213.

13. А.А. Пономарева. Иерархически организованные пористые газочувствительных слои системы SnO2-SiO2, полученные золь-гель методом: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Санкт-Петербург. (2013). 16 с.

14. Авдин В. В., Алтынбаева Л. Ш., Кривцов И. В. Физико-химические характеристики смешанных гелей кремниевой кислоты и оксигидрата лантана //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия. -2010. - №. 31 (207).

15. Motta F. V. et al. In2O3 microcrystals obtained from rapid calcination in domestic microwave oven // Materials Research Bulletin. - 2010. - Т. 45. - №. 11. - С. 1703-1706.

16. Пронин И. А. и др. Перколяционная модель газового сенсора на основе полупроводниковых оксидных наноматериалов с иерархической структурой пор //Нано-и микросистемная техника. - 2014. - №. 9. - С. 15-19.

17. Аверин И.А., Мошников В.А., Максимов А.И., Пронин И.А., Карманов А.А., Игошина С.Е. Способ изготовления газового сенсора с наноструктурой и газовый сенсор на его основе // Патент № 2 532 428 (13) C1. Опубликовано 10.11.2014г, №31. (10 страниц).

18. Аверин И.А., Васильев В.А., Карманов А.А., И.А. Пронин, Р.М. Печер-ская Способ изготовления датчика вакуума с наноструктурой и датчик вакуума на его основе // Патент № 2 485 465 (13) C1. Опубликовано 20.06.2013г, №17. (11 страниц).

19. Аверин И.А., Васильев В.А., Карманов А.А., И.А. Пронин, Р.М. Печер-ская Способ изготовления датчика вакуума с наноструктурой повышенной чувствительности и датчик вакуума на его основе // Патент № 2 506 659 (13) C2. Опубликовано 10.02.2014г, №4. (10 страниц).

20. Аверин И.А., Васильев В.А., Карманов А.А., И.А. Пронин, Р.М. Печер-ская Способ изготовления датчика вакуума с наноструктурой заданной чувствительности и датчик вакуума на его основе // Патент № 2 505 885 (13) C1. Опубликовано 27.01.2014г, №3. (19 страниц).

21. Kammler H. K. et al. Structure of flame-made silica nanoparticles by ultra-small-angle X-ray scattering // Langmuir. - 2004. - Т. 20. - №. 5. - С. 1915-1921.

22. Куликов К. Г., Кошлан Т. В. Определение размеров коллоидных частиц при помощи метода динамического рассеяния света //Журнал технической физики. - 2015. - Т. 85. - №. 12. - С. 26-32.

23. Леньшин А. С. и др. Исследование электронного строения и химического состава пористого кремния, полученного на подложках n-и p-типа, методами XANES и ИК спектроскопии // Физика и техника полупроводников. - 2011. - Т. 45. - №. 9. - С. 1229.

24. Аверин И.А., Игошина С.Е., Карманов А.А., Пронин И.А., Мошников В.А., Теруков Е.И. Спектроскопические исследования эволюции фрактальных нанообъектов в пленкообразующих золях ортокремниевой кислоты // Журнал технической физики. - 2018. - Т. 44. - № 11. - С. 1743-1751.

25. Pronin I.A., Averin I.A., Yakushova N.D., Karmanov A.A., Moshnikov V.A., Ham M.-H., Cho B.K., Korotcenkov G. Structural Features of Silica Coating Obtained

from Sol Cooled to the Temperature of Liquid Nitrogen // Arabian Journal for Science and Engineering. - 2017. - V. 42. - № 10. - PP. 4299-4305.

26. Третьяков Ю. Д. Процессы самоорганизации в химии материалов //Успехи химии. - 2003. - Т. 72. - №. 8. - С. 731-763.

27. Peev N. S. The Mobile Particles Collision Frequency // Bulgarian Journal of Physics. - 2014. - Т. 41. - №. 4. C. 291-304.

28. Аверин И.А., Карманов А.А., Мошников В.А., Пронин И.А., Игошина С.Е., Сигаев А.П., Теруков Е.И. Корреляционные зависимости в инфракрасных спектрах наноструктур на основе смешанных оксидов // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 12. С. 2304-2312.

29. Бухараев А. А., Зиганшина С. А., Чукланов А. П. АСМ-метрология на-ночастиц, полученных электрохимическим осаждением // Российские нанотехно-логии. - 2010. - Т. 5. - №. 5-6. - С. 87-94.

30. Korotcenkov G. The role of morphology and crystallographic structure of metal oxides in response of conductometric-type gas sensors // Materials Science and Engineering: R: Reports. - 2008. - Т. 61. - №. 1-6. - С. 1-39.

31. Rahman I. A., Padavettan V. Synthesis of silica nanoparticles by sol-gel: size-dependent properties, surface modification, and applications in silica-polymer nano-composites - A review // Journal of Nanomaterials. - 2012. - Т. 2012. - С. 8.

32. Livage J., Henry M., Sanchez C. Sol-gel chemistry of transition metal oxides // Progress in solid state chemistry. - 1988. - Т. 18. - №. 4. - С. 259-341.

33. Мошников В. А., Грачева И. Е., Пронин И. А. Исследование материалов на основе диоксида кремния в условиях кинетики самосборки и спинодального распада двух видов //Нанотехника. - 2011. - №. 2. - С. 46.

34. Пронин И.А., Якушова Н.Д., Карманов А.А., Кононова И.Е., Аверин И. А., Мошников В. А. Особенности золь-гель-фрактальных нанообъектов, полу-

ченных при дополнительной операции закалки золя ниже температуры замерзания // Нано- и микросистемная техника. 2016. Т. 18. № 6. С. 339-345.

35. Пронин И.А. Физико-химические особенности формирования иерархических наноструктур для сенсорных элементов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина). Санкт-Петербург, 2015.

36. Osseo-Asare K., Arriagada F. J. Growth kinetics of nanosize silica in a nonionic water-in-oil microemulsion: a reverse micellar pseudophase reaction model // Journal of colloid and interface science. - 1999. - Т. 218. - №. 1. - С. 68-76.

37. Nagao D., Satoh T., Konno M. A generalized model for describing particle formation in the synthesis of monodisperse oxide particles based on the hydrolysis and condensation of tetraethyl orthosilicate //Journal of colloid and interface science. -2000. - Т. 232. - №. 1. - С. 102-110.

38. Politi M., Tran C. D. Investigation of inhomogeneity in chemical compositions and kinetics of sol-gel by near-infrared multispectral imaging technique // Journal of non-crystalline solids. - 2002. - Т. 304. - №. 1-3. - С. 64-69.

39. Gracheva I. E. et al. Nanostructured materials obtained under conditions of hierarchical self-assembly and modified by derivative forms of fullerenes // Journal of non-crystalline solids. - 2012. - Т. 358. - №. 2. - С. 433-439.

40. Brinker C. J., Scherer G. W. Sol-gel science: the physics and chemistry of solgel processing. - Academic press, 2013.

41. Аверин И.А., Карпова С.С., Мошников В.А., Никулин А.С., Печерская Р.М., Пронин И.А. Управляемый синтез тонких стекловидных пленок // Нано- и микросистемная техника. - 2011.- №1. - С.23-25.

42. Шилова О.А. Силикатные наноразмерные пленки, получаемые золь-гель методом, для пленарной технологии изготовления полупроводниковых газовых сенсоров // Физика и химия стекла. - 2005. - Т. 31. - № 2. - С. 270-293.

43. Hosono E., Fujihara S., Kimura T., Imai H. Growth of layered basic zinc acetate in methanolic solutions and its pyrolytic transformation into porous zinc oxide films // Journal of Colloid and Interface Science. - 2004. - V. 272. - PP. 391-398.

44. Navale S.T., Bandgar D.K., Nalage S.R., Khuspe G.D., Chougule M.A., Kole-kar Y.D., S. Shashwati, Patil V.B. Synthesis of Fe2O3 nanoparticles for nitrogen dioxide gas sensing applications // Ceramics International. - 2013. - V. 39. - PP. 6453-6460.

45. Аверин И.А., Карманов А.А., Мошников В.А., Печерская Р.М., Пронин И.А. Особенности синтеза и исследования нанокомпозитных плёнок, полученных методом золь-гель-технологии // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2012. - № 2. - С. 155 - 163.

46. Goktas A., Mutlu I.H., Y. Yamada Influence of Fe-doping on the structural, optical, and magnetic properties of ZnO thin films prepared by sol-gel method // Super-lattices andMicrostructures. - 2013. - V.57. - PP. 139-149.

47. Yang S., Zhang Y., Dang Mo Spectroscopic ellipsometry studies of sol-gel-derived Cu-doped ZnO thin films // Thin Solid Films. - 2014. - V.571. - PP. 605 - 608.

48. Бочарова Т.В., Власова А.И. Распределение примесных атомов в неупорядоченных диэлектриках. Формирование наноразмерных областей: учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. 357 с.

49. Ryzhikov A.S., Rumyantseva M.N., Ryabova L.I., Gilmutdinov A.M., Kozlov-sky V.F., Gaskov A.M., Vasiliev R.B., Dosovitsky G.A. microstructure And Electrophysi-cal Properties of SnO2, ZnO and In2O3 Nanocrystalline Films Prepared By Reactive Magnetron Sputtering // Materials Science and Engineering: B. - 2002. - Т. 96. - № 3. - С. 268-274.

50. Karamat S., Rawat R. S., Lee P., Tan T. L. Ferromagnetic Cu and Al doped ZnO Thin Films by PLD // Journal of Physics: Conference Series. - 2010. - V.200. - P. 072045.

51. Martins R.M.S., Musat V., Mticklich A., Franco N., Fortunato E. Characterization of mesoporous ZnO:SiO2 films obtained by the sol-gel method // Thin Solid Films. - 2010. - V.518. - PP. 7002-7006.

52. Rumyantseva M., Kovalenko V., Gaskov A. et al. Nanocomposites SnO2/Fe2O3: sensor and catalytic properties // Sensors and Actuators B: Chemical. -2006. - V.118. - PP. 208-214.

53. Атомно-силовая микроскопия для исследования наноструктурирован-ных материалов и приборных структур: учеб. пособие / В. А. Мошников, Ю. М. Спивак, П. А. Алексеев, Н. В. Пермяков. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. 144 с.

54. Назаренко В.А., Антонович В.П. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. М.: Атомиздат. 1979. 192 с.

55. Ba-Abbad M.M., Kadhum A.A.H., Mohamad A.B., Takriff M.S., Sopian K. Visible light photocatalytic activity of Fe -doped ZnO nanoparticle prepared via solgel technique // Chemosphere. - 2013. - V. 91. - PP. 1604-1611.

56. Liu H., Yang J., Hua Z., Zhang Y., Yang L., Xiao L., Xie Z. The structure and magnetic properties of Cu-doped ZnO prepared by sol-gel method // Applied Surface Science. - 2010. - V.256. - PP. 4162-4165.

57. Zhang Y., Mi L., Zheng Z. Study on the structure and optical property of Zn1-xCuxO sol-gel thin films on quartz substrate // Physica B. - 2012. - V. 407. - PP. 22542257.

58. Xu L., Li X. Influence of Fe-doping on the structural and optical properties of ZnO thin films prepared by sol-gel method // Journal of Crystal Growth. - 2010. - V. 312. - PP. 851-855.

59. Hassan M.M., Khan W., Azamb A., Naqvi A.H. Effect of size reduction on structural and optical properties of ZnO matrix due to successive doping of Fe ions // Journal of Luminescence. - 2014. - V.145. - PP. 160-166.

60. Вихров С.П., Бодягин Н.В., Ларина Т.Г., Мурсалов С.М. Процессы роста неупорядоченных полупроводников с позиций теории самоорганизации // Физика и техника полупроводников. - 2005. - Т. 39. - № 8. - С. 953-959.

61. Кузнецов В.В., Москвин П.П., Сорокин В.С. Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов. М.: Металлургия, 1991. 175 с.

62. Кононова И.Е., Мошников В.А., Криштаб М.Б., Пронин И.А. Фрактально агрегированные микро- и наносистемы, синтезированные из золей // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 2. С. 244-261.

63. Аверин И.А., Александрова О.А., Мошников В.А., Печерская Р.М., Пронин И.А. Типы фазового распада растворов полимеров // Нано- и микросистемная техника. - 2012. - № 7. - C. 12 - 14.

64. Молчанов В. В., Буянов Р. А. Механохимия катализаторов //Успехи химии. - 2000. - Т. 69. - №. 5. - С. 476-493.

65. Аввакумов Е. Г., Колосов А. С. Механические методы активации химических процессов. - Изд-во «Наука» Сибирское отд-ние, 1986.

66. Sepelak V. et al. Mechanochemical reactions and syntheses of oxides // Chemical Society Reviews. - 2013. - Т. 42. - №. 18. - С. 7507-7520.

67. Русанов А. И. Термодинамические основы механохимии. - Наука, 2006.

68. Komolov A. et al. Characterization of conducting molecular films on silicon: Auger electron spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy and surface photovoltage //Applied surface science. - 1999. - Т. 142. - №. 1-4. -С. 591-597.

69. Komolov A.S., Zhukov Y.M., Lazneva E.F., Aleshin A.N., Pshenichnuk S.A., Gerasimova N.B., Panina Yu.A., Zashikhin G.D., Baramygin A.V Thermally induced modification of the graphene oxide film on the tantalum surface // Materials & Design.

- 2017. - Т. 113. - С. 319-325.

70. Комолов А.С., Лазнева Э.Ф., Герасимова Н.Б., Панина Ю.А., Барамыгин А.В., Зашихин Г.Д., Пшеничнюк С.А. Структура вакантных электронных состояний поверхности окисленного германия при осаждении пленок перилен-тетракарбонового диангидрида //Физика твердого тела. - 2016. - Т. 58. - №. 2. - С. 367-371.

71. M.M. Sychov, S.V. Mjakin, Y. Nakanishi, V.G. Korsakov, I.V. Vasiljeva, V.V. Bakhmetjev, O.V. Solovjeva, E.V. Komarov Study of active surface centers in electroluminescent ZnS: Cu, Cl phosphors //Applied surface science. - 2005. - Т. 244. - №. 1-4.

- С. 461-464.

72. Sychov M. M., Zakharova N. V., Mjakin S. V. Effect of milling on the surface functionality of BaTiO3-CaSnO3 ceramics //Ceramics International. - 2013. - Т. 39. -№. 6. - С. 6821-6826.

73. А.П. Нечипоренко. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод: СПб.: Изд. «Лань», 2017. - 284 с.

74. Сычев, М. М., Минакова, Т. С., Слижов, Ю. Г., Шилова, О. А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов. СПб.: Химиздат, 2016. 276 с.

75. Cheremisina O. A., Sychev M. M., Myakin S.V., Korsakov V. G., Popov V.V., Artsutanov N. Y. Dispersing effects on the donor-acceptor properties of the surface of ferroelectrics // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2002. - Т. 76. - №. 9. - С. 1472-1475.

76. Chen Y. Y., Hsu J. C., Lee C. Y., Wang P. W. Influence of oxygen partial pressure on structural, electrical, and optical properties of Al-doped ZnO film prepared by

the ion beam co-sputtering method // Journal of Materials Science. - 2013. - Т. 48. -№. 3. - С. 1225-1230.

77. Zhang P. F., Liu X. L., Wei H. Y., Fan H. B., Liang Z. M., Jin P., ... & Wang, Z. G. Rapid thermal annealing properties of ZnO films grown using methanol as oxidant // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2007. - Т. 40. - №. 19. - С. 6010.

78. Meng L. J., de Sa C. P. M., Dos Santos M. P. Study of the structural properties of ZnO thin films by x-ray photoelectron spectroscopy // Applied surface science. -1994. - Т. 78. - №. 1. - С. 57-61.

79. Аверин И.А., Пронин И.А., Якушова Н.Д., Карманов А.А., Сычев М.М., Вихман С. В., Левицкий В. С., Мошников В. А., Теруков Е.И. Анализ структурной эволюции порошков оксида цинка, полученных методом механического высокоэнергетического размола // Журнал технической физики. - 2019. - 89. - № 9. - С. 1406 - 1411.

80. Пронин И.А., Якушова Н.Д., Сычев М.М., Комолов А.С., Мякин С.В., Карманов А.А., Аверин И.А., Мошников В.А. Эволюция кислотно-основных свойств поверхности порошков оксида цинка, полученных методом размола в ат-триторе // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 3. С. 274-287.

81. Sharma D., Jha R. Analysis of structural, optical and magnetic properties of Fe/Co co-doped ZnO nanocrystals // Ceramics International. - 2017. - Т. 43. - №. 11. - С. 8488-8496.

82. Kumar S., Mukherjee S., Singh R.Kr., Chatterjee S., Ghosh A.K. Structural and optical properties of sol-gel derived nanocrystalline Fe-doped ZnO // Journal of Applied Physics. - 2011. - Т. 110. - №. 10. - С. 103508.

83. Mohamed W. S., Abu-Dief A. M. Synthesis, characterization andphotocataly-sis enhancement of Eu2O3-ZnO mixed oxide nanoparticles // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2018. - Т. 116. - С. 375-385.

84. Davydov A. A., Sheppard N. T. Molecular spectroscopy of oxide catalyst surfaces. - Chichester : Wiley, 2003. - Т. 690, 641 с.

85. Сюлейман Ш.А., Якушова Н.Д., Пронин И.А., Канева Н.В., Божинова А.С., Папазова К.И., Ганчева М.Н., Димитров Д.Ц., Аверин И.А., Теруков Е.И., Мошников В.А. Исследование процессов фотодеградации бриллиантового зеленого на механоактивированных порошках оксида цинка // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 11. С. 1707-1711.

86. Rietveld H. M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures // Journal of applied Crystallography. - 1969. - Т. 2. - №. 2. - С. 65-71.

87. Korotcenkov G., Chemical Sensors: Comprehensive Sensor Technologies, Solid State Sensors // Momentum Press. - 2011. - К4. - 500 p.

88. Давыдов С.Ю., Мошников В.А., Томаев В.В. Адсорбционные явления в поликристаллических полупроводниковых сенсорах// учебное пособие / Санкт-Петербург, 1998.

89. Yamazoe N. New approaches for improving semiconductor gas sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1991. - V.5. - PP. 7-19.

90. Русанов А. И. Лекции по термодинамике поверхности: учеб. пособие. СПб.: Лань, 2013. 236 с.

91. Калинина М.В., Мошников В.А., Тихонов П.А., Томаев В.В., Дроздова И.А. Электронно-микроскопические исследования структуры газочувствительных нанокомпозитов, полученных гидропиролитическим методом // Физика и химия стекла. - 2003. - Т. 29. - № 3. - С. 450-456.

92. Мошников В.А., Томаев В.В. Результаты и перспективы развития газочувствительных полупроводниковых сенсоров // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ. - 1998. - № 517. - С. 137-141;

93. Аверин И.А., Мошников В.А., Пронин И.А. Газочувствительность ме-таллооксидных полупроводниковых пленок на основе материалов с отклонением от стехиометрии: учебное пособие. - Пенза: Изд-во ПГУ. - 2013. - 100 с.

94. Бурбулевичус Л. И., Вайнштейн В. М. Исследование структурных, электрических и оптических своиств пленок SnO2 и 1п203 //Известия АН СССР. Неорганические материалы. - 1969. - Т. 5. - №. 3. - С. 551-554.

95. Богданов К.П., Димитров Д.Ц., Луцкая О.Ф., Таиров Ю.М. Равновесие собственных точечных дефектов в диоксиде олова // Физика и техника полупроводников. - 1998. - Т. 32, №10. - С. 1158 - 1160.

96. Аверин И.А., Пронин И.А. Полевые эффекты в наноразмерных газочувствительных сетчатых 3 ^-структурах, полученных методом золь-гель-технологии // Сб. трудов Международной научно-технической коныеренции: Проблемы автоматизации и управления в технических системах, Пенза, 19-22 апреля 2011. - Т.2. - С. 6-7.

97. Сысоев В. В. Мультисенсорные системы распознавания газов на основе металло-оксидных тонких пленок и наноструктур // Дисс. на соиск. уч. степ. докт. тех. наук. - 2009.

98. Танабе К. Твёрдые кислоты и основания // Издательство «Мир». -Москва 1973. - 183 с.

99. Карпова С.С. Механизм взаимодействия восстанавливающих газов с оксидами металлов // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ.- 2012.- № 6.- С. 15-24.

100. Румянцева М.Н. Химическое модифицирование и сенсорные свойства нанокристаллического диоксида олова // Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора химических наук. - Москва 2009. - 46 с.

101. Румянцева М.Н. Химическое модифицирование и сенсорные свойства нанокристаллического диоксида олова // Диссертация на соискание учёной степени доктора химических наук. - Москва 2009. - 394 с.

102. Карпова С. С. и др. Функциональный состав поверхности и сенсорные свойства ZnO, Fe2O3 и ZnFe2O4 //Физика и техника полупроводников. - 2013. - Т. 47. - №. 3. - С. 369.

103. Сысоев В.В. Мультисенсорные системы распознавания газов на основе металло-оксидных тонких плёнок и наноструктур // Автореферат на соискание учёной степени доктора технических наук, - Саратов 2009, - 39 с.

104. Аверин И.А., Пронин И.А., Якушова Н.Д., Горячева М.В. Особенности вольтамперных характеристик газовых сенсоров резистивного типа в мультисен-сорном исполнении // Датчики и системы. 2013. № 12 (175). С. 12-16.

105. Симаков В.В., Якушева О.В., Гребенников А.И., Кисин В.В. Вольт-амперные характеристики тонкопленочных газочувствительных структур на основе оксида олова // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - №. 8. - С. 52.

106. Симаков В.В., Якушева О.В., Гребенников А.И., Кисин В.В. Влияние температуры на вольт-амперные характеристики тонкопленочных газочувствительных структур // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т. 32. - №. 2. - С. 1-7.

107. Gierke T. D., Munn G. E., Wilson F. C. The morphology in nafion perfluori-nated membrane products, as determined by wide-and small-angle x-ray studies // Journal of Polymer Science: Polymer Physics Edition. - 1981. - Т. 19. - №. 11. - С. 1687-1704.

108. Pronin I., Dimitrov D., Krasteva L., Papazova K., Averin I., Chanachev A., Bojinova A., Georgieva A., Yakushova N., Moshnikov V. Theoretical and experimental investigations of ethanol vapour sensitive properties of junctions composed from produced by sol-gel technology pure and Fe modified nanostructured ZnO thin films // Sensors and Actuators A: Physical. - 2014. - V.206. - PP. 88-96.

109. Gracheva I.E., Moshnikov V.A., Karpova S.S., Maraeva E.V. Net-like structured materials for gas sensors // Journal of Physics: Conference Series. - 2011. - V. 291. - PP. 12-17.

110. Moshnikov V.A., Gracheva I.E., Lenshin A.S., Spivak Y.M., Anchkov M.G., Kuznetsov V.V., Olchowik J.M., Porous silicon with embedded metal oxides for gas sensing applications // J. Non-Cryst. Solids. - 2012. - V. 358. - PP. 590-595.

111. Moshnikov V A, Gracheva I E, Kuznezov V V, Maximov A I, Karpova S S and Ponomareva A A Hierarchical nanostructured semiconductor porous materials for gas sensors// J. Non-Cryst. Solids. - 2010. - V.356. - № 37-40. - PP. 2020-2025.

112. Ulrich M., Kohl C.-D., Bunde A. Percolation model of a nanocrystalline gas sensitive layer // Thin Solid Films. - 2001. - V.391. - PP. 242 - 244.

113. Грачева И.Е., Максимов А.И., Мошников В.А., Плех М.Е. Автоматизированная установка для измерения газочувствительности сенсоров на основе полупроводниковых нанокомпозитов // Приборы и техника эксперимента. - 2008. -№ 3. - С. 143-146;

114. Аверин И.А., Пронин И.А., Карманов А.А., Карпанин О.В. Определение порога перколяции на квадратной решетке с иерархической системой пор // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2014612604 от 3 марта 2014 г.

115. Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 254 с.

116. Bird N.R.A., Perrier E. Multiscale percolation properties of a fractal pore network // Geoderma. - 2010. - V.160. - PP. 105;

117. Aroutiounian V.M., Ghoolinian M.Zh., Tributsch H., Fractal model of a porous semiconductor // Applied Surface Science. - 2000. - V.162-163. - PP. 122-132;

118. Tokumoto M.S., Santilli C.V., Pulcinelli S.H. Evolution of the viscoelastic properties of SnO2 colloidal suspensions during the sol-gel transition // Journal of Non-Crystalline Solids. - 2000. - V. 273. - PP. 116 - 123.

119. Vasiliev R.B., Rumyantseva M.N., Yakovlev N.V., Gaskov A.M. CuO/SnO2 thin film heterostructures as chemical sensors to H2S // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1998. - V.50. - PP. 186 - 193.

120. Пронин И.А., Аверин И.А., Мошников В.А., Якушова Н.Д., Кузнецова М.В., Карманов В.А. Перколяционная модель газового сенсора на основе полупроводниковых оксидных наноматериалов с иерархической структурой пор // На-но- и микросистемная техника. - 2014. - №9. - С. 15 - 19; (3=)

121. Boehme M., Voelklein F., Ensinger W. Low cost chemical sensor device for supersensitive pentaerythritol tetranitrate (PETN) explosives detection based on titanium dioxide nanotubes // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2011. - Т. 158. - №. 1. -С. 286-291.

122. Brudzewski K., Osowski S., Pawlowski W. Metal oxide sensor arrays for detection of explosives at sub-parts-per million concentration levels by the differential electronic nose // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2012. - Т. 161. - №. 1. - С. 528-533.

123. Yinon J. Field detection and monitoring of explosives // TrAC Trends in Analytical Chemistry. - 2002. - Т. 21. - №. 4. - С. 292-301.

124. Senesac L., Thundat T. G. Nanosensors for trace explosive detection // Materials Today. - 2008. - Т. 11. - №. 3. - С. 28-36.

125. Налимова С. С. Анализ газочувствительных наноструктур с варьируемым типом и концентрацией адсорбционных центров // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Санкт-Петербург, 2013.

126. J. Drager, S. Russ, T. Sauerwald, C.-D. Kohl, A. Bunde Percolation transition in the gas-induced conductance of nanograin metal oxide films with defects // Journal of Applied Physics. - 2013. - Т. 113. - №. 22. - С. 223701.

127. Ulrich M., Kohl C. D., Bunde A. Percolation model of a nanocrystalline gas sensitive layer // Thin Solid Films. - 2001. - Т. 391. - №. 2. - С. 299-302.

128. Грачева И.Е. Полупроводниковые сетчатые наноструктурированные композиты на основе диоксида олова, полученные золь-гель методом, для газовых сенсоров /диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук / С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ). Санкт-Петербург, 2009.

129. Н.Д. Семкин, К.Е. Воронов, А.Н. Занин, И.В. Пияков. Методы и средства определения утечки воздуха из модулей космической станции //Прикладная физика. - 2006. - №. 2. - С. 108-121.

130. Голоскоков В. В. Специальные вакуумметры для измерения давления взрывоопасных газов и паров с воздухом //Вакуумная техника и технология. -2006. - Т. 16. - №. 1. - С. 15-17.

131. Randjelovic D. V. et al. Intelligent thermal vacuum sensors based on multipurpose thermopile MEMS chips // Vacuum. - 2014. - Т. 101. - С. 118-124.

132. Kim S. J. Измерители вакуума, использующие эмиттеры из углеродных нанотруб // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - №. 14. - С. 34-39.

133. Chang S. J. et al. Highly sensitive ZnO nanowire CO sensors with the adsorption of Au nanoparticles // Nanotechnology. - 2008. - Т. 19

. - №. 17. - С. 175502.

134. В.Б. Капустянык, М.Р., Панасюк, Б.И. Турко, Ю.Г. Дубов, Р.Я. Сэркиз Нанопроволоки ZnO с p-типом проводимости—перспективный материал для создания вакуумметра //Физика и техника полупроводников. - 2014. - Т. 48. - №. 10. - С. 1430.

135. Аверин И.А., Пронин И.А., Карманов А.А. Исследование газочувствительности сенсоров на основе наноструктурированных композиционных материалов SiO2-SnO2 // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 5 (154). С. 23-26.

136. Аверин И.А., Игошина С.Е., Мошников В.А., Карманов А.А., Пронин И.А., Теруков Е.И. Чувствительные элементы датчиков вакуума на основе пори-

стых наноструктурированных пленок SiO2-SnO2, полученных золь-гель методом // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. № 6. С. 143-147.

137. Леньшин А. С. и др. Оптические свойства пористого кремния, обработанного в тетраэтилортосиликате // Журнал технической физики. - 2013. - Т. 83. -№. 2. - С. 136-140.

138. Ролдугин В. И. Свойства фрактальных дисперсных систем //Успехи химии. - 2003. - Т. 72. - №. 11. - С. 1027-1054.

139. Аверин И.А., Мошников В.А., Пронин И.А. Вклад поверхности газочувствительных композитов SnO2-In2O3 в сенсорные свойства и селективность // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 9 (158). С. 19-21.

140. Hassan H. S. et al. Effect of reaction time and Sb doping ratios on the archi-tecturing of ZnO nanomaterials for gas sensor applications IIApplied Surface Science. -2013. - Т. 277. - С. 73-82.

141. Аверин И.А., Мошников В.А., Пронин И.А. Анализ влияния направленного легирования газочувствительного диоксида олова на формы и концентрацию адсорбированного кислорода // Нано- и микросистемная техника. 2013. № 8 (157). С. 31-34.

142. Давыдов С. Ю., Мошников В. А., Федотов А. А. Адсорбция газов на полупроводниковых оксидах: изменение работы выхода // Письма в ЖТФ. - 2004. - Т. 30. - №. 17. - С. 39.

143. Zheng X. J. et al. A vacuum pressure sensor based on ZnO nanobelt film II Nanotechnology. - 2011. - Т. 22. - №. 43. - С. 435501.

144. Аверин И.А., Игошина С.Е., Карманов А.А., Пронин И.А., Мошников В. А., Теруков Е.И. Моделирование сенсорного отклика вакуумметров с чувствительными элементами на основе многокомпонентных оксидных наноматериалов с фрактальной структурой II Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 5. С. 780787.

145. Pronin I.A., Goryacheva M. V. Principles of structure formation and synthesis models produced by the sol-gel method SiO2-MexOy nanocomposites // Surface and Coatings Technology. - 2013. - Т. 235. - С. 835-840.

146. Жюльен Р. Фрактальные агрегаты // Успехи физических наук. - 1989. -Т. 157. - №. 2. - С. 339-357.

147. Zima A., Köck A., Maier T. In-and Sb-doped tin oxide nanocrystalline films for selective gas sensing // Microelectronic Engineering. - 2010. - Т. 87. - №. 5-8. - С. 1467-1470.

148. Göpel W. Chemical imaging: I. Concepts and visions for electronic and bio-electronic noses // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1998. - Т. 52. - №. 1-2. - С. 125-142.

149. Игошина С.Е., Аверин И.А., Карманов А.А. Моделирование газочувствительности пористых пленок на основе полупроводниковых оксидов // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2014. № 48. С. 115-119.

150. Fort. A., Mugnaini M., Rocchi S., Serrano-Santos M. B., Vignoli V., Spinicci R. Simplified models for SnO2 sensors during chemical and thermal transients in mixtures of inert, oxidizing and reducing gases // Sensors and Actuators B: Chemical. -2007. - Т. 124. - №. 1. - С. 245-259.

151. Rossi V., Talon R., Berdague J. L. Rapid discrimination of Micrococcaceae species using semiconductor gas sensors // Journal of Microbiological Methods. -1995. - Т. 24. - №. 2. - С. 183-190.

152. John Erik Haugen, Knut Rudi, Solveig Langsrud, Sylvia Bredholt Application of gas-sensor array technology for detection and monitoring of growth of spoilage bacteria in milk: A model study //Analytica Chimica Acta. - 2006. - Т. 565. - №. 1. - С. 10-16.

153. McEntegart C. M. et al. Detection and discrimination of coliform bacteria with gas sensor arrays // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2000. - T. 70. - №. 1-3.

- C. 170-176.

154. Arunas Setkus, Algirdas-Jonas Galdikas, Zilvinas-Andrius Kancleris, Andri-us Olekas, Daiva Senulien, Viktorija Strazdiene, Rytis Rimdeika, Rokas Bagdonas Setkus A. et al. Featuring of bacterial contamination of wounds by dynamic response of SnO2 gas sensor array // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2006. - T. 115. - №. 1.

- C. 412-420.

155. A. Setkus, Z. Kancleris, A. Olekas, R. Rimdeika, D. Senuliene, V. Qualitative and quantitative characterization of living bacteria by dynamic response parameters of gas sensor array // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2008. - T. 130. - №. 1. - C. 351-358.

156. Thomas Bachinger, Ulrich Riese, Rolf K. Eriksson, Carl-Fredrik Mandenius Gas sensor arrays for early detection of infection in mammalian cell culture // Biosensors andBioelectronics. - 2002. - T. 17. - №. 5. - C. 395-403.

157. Canhoto O. F., Magan N. Potential for detection of microorganisms and heavy metals in potable water using electronic nose technology // Biosensors and Bioe-lectronics. - 2003. - T. 18. - №. 5-6. - C. 751-754.

158. Jemmer P., Kratz K., Read N. Symbolic algebra in the analysis of bacterial populations // Mathematical and computer modelling. - 1999. - T. 30. - №. 1-2. - C. 169-178.

159. Areny R. et al. Use of logistic equation in microorganisms growth // Afinidad. - 1995. - T. 52. - №. 460. - C. 374-378.

160. K. Arshak, C. Adley, E. Moore, C. Cunniffe, M. Campion, J. Harris Characterisation of polymer nanocomposite sensors for quantification of bacterial cultures // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2007. - T. 126. - №. 1. - C. 226-231.

161. Xu X., Chen D., Yi Z., Jiang M., Wang L., Zhou Z., Fan X., Wang Y., Hui D. Antimicrobial Mechanism Based on H2O2 Generation at Oxygen Vacancies in ZnO Crystals // Langmuir. - 2013. - V. 29. - PP. 5573-5580.

162. Takahashi T., Yamada O. Mechanism of voltage generation during phase change of FeS single crystals // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1976. - Т. 37. - №. 2. - С. 161-165.

163. Каминский В.В., Казанин М.М., Клишин А.Н., Голубков А.В., Соловьев С.М. Наблюдение термовольтаического эффекта в структурах на основе сульфида самария // Журнал технической физики. - 2011. - Т. 81. - № 6. - С. 150152.

164. Johnson A. D., Katz P. I. Spontaneous EMF associated with shape memory effect in TiNi // Journal of Applied Physics. - 1977. - Т. 48. - №. 1. - С. 73-74.

165. Zou M., Sampaio J.A., Pecharsky V.K., Gschneidner K.A. Spontaneous generation of voltage in the magnetocaloric compound La(Fe0 88Si012)13 and comparison to SmMn2Ge2 // Physical Review B. - 2009. - Т. 80. - №. 17. - С. 172403.

166. Абрамович А.И., Королева Л.И., Долженкова Ю.В., Шимчак Р. Спонтанная генерация электрического напряжения в зарядово-упорядоченном манганите Pr06Cao.4MnO3 // Физика твердого тела. - 2014. - Т. 56. - №. 3. - С. 484-487.

167. Pronin I., Yakushova N., Averin I., Karmanov A., Moshnikov V., Dimitrov D. Development of a physical model of thermovoltaic effects in the thin films of zinc oxide doped with transition metals // Coatings. - 2018. - 8(12). - 433.

168. Калинин Ю.Е., Макагонов В.А., Панков С.Ю., Ситников А.В. Электрические свойства двухслойных тонкопленочных структур ZnO/ZnO-Fe Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2016. - Т. 12. - № 4. - С. 66-70.

169. Саидов А.С., Лейдерман А.Ю., Каршиев А.Б. Термовольтаический эффект в варизонном твердом растворе Si1-xGex(0< x< 1) // Письма в Журнал технической физики. - 2016. - Т. 42. - № 14. - С. 21-27.

170. Leiderman A. Yu., Saidov A.S. Karshiev A.B. The thermoelectric effect in a graded-gap nSi-pSi1-xGex heterostructure // Applied Solar Energy. - 2016. - V. 52. - № 2. - P. 115-117.

171. Егоров В.М., Каминский В.В., Казанин М.М., Соловьев С.М., Голубков А.В. КПД преобразования тепловой энергии в электрическую за счет термо-вольтаического эффекта // Письма в Журнал технической физики. - 2013. - Т. 39. - № 14. - С. 57-61.

172. Mott N.F. Metal-Insulator Transition: Taylor and Francis Ltd. - 1974. -

278 p.

173. Lyons J.L., Janotti A., Van de Walle C.G Theory and modeling of oxide semiconductors // Semiconductors andSemimetals. - 2013. - V. 88. - PP. 1-37;

174. Огурцов К.А., Бахметьев В.В., Ерузин А.А., Гавриленко И.Б., Соснов Е.А., Сычев М.М. Прозрачные проводящие покрытия на основе оксида цинка // Физика и химия обработки материалов. - 2012. - № 6, С. 54 -57.

175. Jagadish C., Pearton S.J. Zinc Oxide Bulk, Thin Films and Nanostructures: Processing, Properties, and Applications: Hardcover. - 2006. - 589 p.

176. Lin B., Fu Z. Green luminescent center in undoped zinc oxide films deposited on silicon substrates // Appl. Phis. Lett. - 2001. - V. 88. - PP. 943 - 945;

177. Рембеза С.И., Кошелева Н.Н., Рембеза Е.С., Свистова Т.В., Плотникова Е.Ю. Синтез многокомпонентных металлооксидных пленок различного состава (SnO2)^(ZnO)1-x (Х=1-0.5) // Физика и техника полупроводников. - 2014. - Т. 48. -№ 8. - С. 1147-1151.

178. Chen T., Cao L., Zhang W. et al. Correlation between electronic structure and magnetic properties ofFe-doped ZnO films // J. Appl. Phis. - 2012. - V. 111. - P. 123715.

179. Ипатова И.П. Квантовая теория твердых тел Учебное пособие. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. - 235 с.

180. Маделунг О. Физика твердого тела. Локализованные состояния М: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 184 с.

181. He H., Li S., Sun L., Ye Z. Hole traps and Cu-related shallow donors in ZnO nanorods revealed by temperature-dependent photoluminescence // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2013. - V.15. - PP. 7484 - 7487.

182. Пронин И.А., Аверин И.А., Божинова А.С., Георгиева А.Ц., Димитров Д.Ц., Карманов А.А., Мошников В.А., Папазова К.И., Теруков Е.И., Якушова Н.Д. Термовольтаический эффект в оксиде цинка, неоднородно легированном примесями с переменной валентностью // Письма в ЖТФ. - 2015. - Т. 41. - №19. - С. 23 - 29;

183. Каминский В.В., Дидик В.А., Казанин М.М., Соловьев С.М. Импульсная генерация электрического напряжения при термовольтаическом эффекте в SmS // Журнал технической физики. - 2014. - Т. 84. - № 5. - С. 135-138.

184. Каминский В.В., Соловьёв С.М. Возникновение электродвижущей силы при изменении валентности ионов самария в процессе фазового перехода в монокристаллах SmS // Физика твердого тела. - 2001. - Т. 43. - № 3. - С. 423-426;

185. Симаков В.В., Ворошилов С.А. Поверхностный ионный транспорт в тонкоплёночных хеморезисторах // Вестник Саратовского государственного технического университета - 2006. - Т.4. - №1. - C. 38-40;

186. Averin I.A., Pronin I.A., Yakushova N.D., Goryacheva M.V. The VoltAmpere Characteristics of Resistive Gas Sensors in Multisensor Implementation: Dis-

tinctive Features // Automation and Remote Control. - 2014. - V.75. - № 11. - PP. 2034 - 2040;

187. Sysoev V.V., Button B.K., Wepsiec K., Dmitriev S., Kolmakov A. Toward the Nanoscopic "Electronic Nose": Hydrogen VS Carbon Monoxide Discrimination With An Array Of Individual Metal Oxide Nano- And Mesowire Sensors // Nano Letters. -2006. - Т.6. - № 8. - С. 1584-1588;

188. Пронин И.А., Якушова Н.Д., Димитров Д.Ц., Крастева Л.К., Папазова К.И., Карманов А.А., Аверин И.А., Георгиева А.Ц., Теруков Е.И., Мошников В.А. Новый тип газовых сенсоров на основе термовольтаического эффекта в оксиде цинка, неоднородно легированном примесями переменной валентности // Письма в Журнал технической физики. 2017. Т. 43. № 18. С. 11-16.

189. Пронин И.А., Канева Н.В., Божинова А.С., Аверин И.А., Папазова К.И., Димитров Д.Ц., Мошников В.А. Фотокаталитическое окисление фармацевтических препаратов на тонких наноструктурированных пленках оксида цинка // Кинетика и катализ. 2014. Т. 55. № 2. С. 176.

190. Natarajan T.S., Natarajan K., Bajaj H.C., Tayade R.J. Enhancedphotocata-lytic activity of bismuth-doped TiO2 nanotubes under direct sunlight irradiation for degradation of Rhodamine B dye // Journal of nanoparticle research. - 2013. - Т. 15. -№. 5. - С. 1669.

191. Артемьев Ю.М., Рябчук В.К. Введение в гетерогенный фотокатализ. Учебное пособие. Изд. СПбГУ. 1999. 300 с.

192. Davydov S. Y., Moshnikov V. A., Fedotov A. A. Gas adsorption on semiconducting oxides: A change in the work function // Technical physics letters. - 2004. - Т. 30. - №. 9. - С. 727-729.

193. Carp O., Huisman C. L., Reller A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide // Progress in solid state chemistry. - 2004. - Т. 32. - №. 1-2. - С. 33-177.

194. A.A. Lisachenko Self-sensitization of photocatalytic properties of wide-bandgap oxides using intrinsic point defects // Journal of Photochemistry and Photobi-ology A: Chemistry. 2008. K196. P. 127-137.

195. Lisachenko A. A. Electron and molecular processes on the surface of wide-bandgap oxides induced by photoexcitation of point defects // Physica B: Condensed Matter. - 2009. - T. 404. - №. 23-24. - C. 4842-4845.

196. Schmidt-Mende L., MacManus-Driscoll J. L. ZnO-nanostructures, defects, and devices // Materials today. - 2007. - T. 10. - №. 5. - C. 40-48.

197. Moshfegh A. Z. Nanoparticle catalysts //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - T. 42. - №. 23. - C. 233001.

198. M. Samadi, M. Zirak, A. Naseri, E. Khorashadizade, A.Z. Moshfegh Recent progress on doped ZnO nanostructures for visible-light photocatalysis // Thin Solid Films. - 2016. - T. 605. - C. 2-19.

199. Fierro J. L. G. Metal oxides: chemistry and applications. - CRC press,

2005.

200. J. Wang, Z. Wang, B. Huang, Y. Ma, Y. Liu, X. Qin, X. Zhang, Y Dai. Oxygen vacancy induced band-gap narrowing and enhanced visible light photocatalytic activity of ZnO // ACS applied materials & interfaces. - 2012. - T. 4. - №. 8. - C. 40244030.

201. L.Q. Jing, Q. Yichun, W. Baiqi, L. Shudan, J. Baojiang, Y. Libin, F. Wei, F. Honggang, S. Jiazhong. Review of photoluminescence performance of nano-sized semiconductor materials and its relationships with photocatalytic activity // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2006. - T. 90. - №. 12. - C. 1773-1787.

202. L.Q. Jing, F.L. Yuan, H.G. Hou, B.F. Xin, W.M. Cai, H.G. Fu, Relationships of surface oxygen vacancies with photoluminescence and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles // Science in China Series B: Chemistry. - 2005. - T. 48. - №. 1. -C. 25-30.

203. Liqiang J. et al. The preparation and characterization of La doped TiO2 na-noparticles and their photocatalytic activity // Journal of Solid State Chemistry. - 2004.

- T. 177. - №. 10. - C. 3375-3382.

204. J.-G. Yu, H.-G. Yu, B. Cheng, X.-J. Zhao,J. C. Yu,W.-K. Ho. The effect of calcination temperature on the surface microstructure and photocatalytic activity of TiO2 thin films prepared by liquid phase deposition // The Journal of Physical Chemistry B. - 2003. - T. 107. - №. 50. - C. 13871-13879.

205. Donkova B. V., Milenova K. I., Mehandjiev D. R. Investigation on the catalytic activity of doped low-percentage oxide catalysts Mn/ZnO obtained from oxalate precursor // Central European Journal of Chemistry. - 2008. - T. 6. - №. 1. - C. 115124.

206. Donkova B. V., Milenova K. I., Mehandjiev D. R. Catalytic Activity of Doped Low-percentage Oxide Catalysts Cu/ZnO Obtained from Oxalate Precursor // Oxidation Communications. - 2009. - T. 32. - №. 3. - C. 579.

207. B.Donkova, D.Dimitrov, M.Kostadinov, E.Mitkova, D.Mehandjiev Catalytic and photocatalytic activity of lightly doped catalysts M: ZnO (M= Cu, Mn) // Materials Chemistry and Physics. - 2010. - T. 123. - №. 2-3. - C. 563-568.

208. Donkova B., Pencheva J., Djarova M. Influence of complex formation upon inclusion of Mn (II), Co (II), Ni (II), and Cu (II) in ZnC2O4- 2H2O // Crystal Research and Technology: Journal of Experimental and Industrial Crystallography. - 2004. - T. 39. - №. 3. - C. 207-213.

209. I. Atribak, I. Such-Basanez, A. Bueno-Lopez, A. Garcia Catalytic activity of La-modified TiO2 for soot oxidation by O2 // Catalysis Communications. - 2007. - T. 8.

- №. 3. - C. 478-482.

210. P.A. Tikhonov, M.Yu. Arsent'ev, M.V. Kalinina, L.I. Podzorova, A.A. Il 'icheva, V.P. Popov, N.S. Andreeva Preparation and properties of ceramic composites

with oxygen ionic conductivity in the ZrO2-CeO2-Al2O3 and ZrO2-Sc2O3-Al2O3 systems // Glass Physics and Chemistry. - 2008. - Т. 34. - №. 3. - С. 319.

211. Пронин И.А., Донкова Б.В., Димитров Д.Ц., Аверин И.А., Пенчева Ж.А., Мошников В.А. Взаимосвязь фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств оксида цинка, легированного медью и марганцем // Физика и техника полупроводников. 2014. Т. 48. № 7. С. 868-874.

212. U. Ozgtir, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin,S.-J. Cho, H. Morkog A comprehensive review of ZnO materials and devices // Journal of applied physics. - 2005. - Т. 98. - №. 4. - С. 11.

213. Arsent M. Y., Tikhonov P. A., Kalinina M. V. Arsent'ev, M. Yu. Physico-chemical properties of nanocrystalline composites based on and rare-earth oxides // Glass Physics and Chemistry. - 2011. - Т. 37. - С. 450.

214. Hagfeldt A., Graetzel M. Light-induced redox reactions in nanocrystalline systems // Chemical Reviews. - 1995. - Т. 95. - №. 1. - С. 49-68.

215. Zhong C., Deng Y., Hu W., Jinli Q., Lei Z., Jiujun Z. A review of electrolyte materials and compositions for electrochemical supercapacitors // Chemical Society Reviews. - 2015. - Т. 44. - №. 21. - С. 7484-7539.

216. Pfeifer P., Avnir D., Farin D. Scaling behavior of surface irregularity in the molecular domain: from adsorption studies to fractal catalysts // Journal of Statistical Physics. - 1984. - Т. 36. - №. 5-6. - С. 699-716.

217. Афанасьев В. П., Теруков Е. И., Шерченков А. А. // Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. 168 с.

218. Мошников В.А., Максимов А.И., Александрова О.А., Пронин И.А., Карманов А.А., Теруков Е.И., Якушова Н.Д., Аверин И.А., Бобков А.А., Пермяков Н.В. Нанолитографическая самосборка коллоидных наночастиц // Письма в Журнал технической физики. 2016. Т. 42. № 18. С. 81-87.

219. Niederberger M., Colfen H. Oriented attachment and mesocrystals: non-classical crystallization mechanisms based on nanoparticle assembly // Physical chemistry chemical physics. - 2006. - Т. 8. - №. 28. - С. 3271-3287.

220. Родионов Ю. М., Слюсаренко Е. М., Лунин В. В. Перспективы применения алкоксотехнологии в гетерогенном катализе //Успехи химии. - 1996. - Т. 65. - №. 9. - С. 865-880.

221. Бобков А.А., Пронин И.А., Мошников В.А., Якушова Н.Д., Карманов

A.А., Аверин И.А., Сомов П.А., Теруков Е.И. Формирование литографических рисунков ограненными микрочастицами оксида цинка на кремниевой подложке // Письма в Журнал технической физики. 2018. Т. 44. № 15. С. 87-92.

222. Hagleitner C., Hierlemann A., Lange D., Kummer A., Kerness N., Brand O., Baltes H. Smart single-chip gas sensor microsystem // Nature. - 2001. - Т. 414. - №. 6861. - С. 293.

223. Бобков А.А., Максимов А.И., Мошников В.А., Сомов П.А., Теруков Е.И. Наноструктурированные материалы на основе оксида цинка для гетерострук-турных солнечных элементов //Физика и техника полупроводников. - 2015. - Т. 49. - №. 10. - С. 1402.

224. Wasly H. S., El-Sadek M. S. A., Henini M. Influence of reaction time and synthesis temperature on the physical properties of ZnO nanoparticles synthesized by the hydrothermal method // Applied Physics A. - 2018. - Т. 124. - №. 1. - С. 76.

225. Пронин И.А., Аверин И.А., Якушова Н.Д., Карманов А.А., Мошников

B. А., Теруков Е.И. Направленная самосборка микро- и нанопроводов оксида цинка // Письма в Журнал технической физики. - 2019. - Т. 45. - №12. - С. 45-48.

226. Dasgupta N.P., Sun J., Liu C, Brittman S., Andrews S.C., Lim J., Gao H., Yan R., Yang P. 25th anniversary article: semiconductor nanowires-synthesis, characterization, and applications // Advanced materials. - 2014. - Т. 26. - №. 14. - С. 21372184.

227. Pan Z. W., Dai Z. R., Wang Z. L. Nanobelts of semiconducting oxides // Science. - 2001. - T. 291. - №. 5510. - C. 1947-1949.

228. Ozin G.A., Hou K., Lotsch B.V., Cademartiri L., Puzzo D.P., Scotognella F., Ghadimi A., Thomson J. Nanofabrication by self-assembly //Materials Today. - 2009. -T. 12. - №. 5. - C. 12-23.

229. Kuykendall T.R., Altoe M.V.P., Ogletree D.F., Aloni S. Catalyst-directed crystallographic orientation control of GaN nanowire growth // Nano letters. - 2014. -T. 14. - №. 12. - C. 6767-6773.

230. Roso S., Guell F., Martinez-Alanis P.R., Urakawa A., Llobet E. Synthesis of ZnO nanowires and impacts of their orientation and defects on their gas sensing properties // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2016. - T. 230. - C. 109-114.

231. Bielinski A.R., Kazyak E., Schleputz C.M., Jung H.J., Wood K.N., Dasgupta N. P. Hierarchical ZnO nanowire growth with tunable orientations on versatile substrates using atomic layer deposition seeding // Chemistry of Materials. - 2015. - T. 27. - №. 13. - C. 4799-4807.

232. Richardson J. J. et al. Innovation in layer-by-layer assembly // Chemical reviews. - 2016. - T. 116. - №. 23. - C. 14828-14867.

233. Wu F. et al. Aligned silver nanowires as transparent conductive electrodes for flexible optoelectronic devices //Journal of Materials Chemistry C. - 2016. - T. 4. -№. 47. - C. 11074-11080.