Актуальные проблемы современной науки: тезисы докладов VIІI Международной научно-практической конференции (Москва – Астана – Харьков – Вена, 30 мая 2016)
[pdf]
Секция 17. Технические науки
ОЛЕЙНИК ОЛЬГА ЮРЬЕВНА
к.т.н., доцент кафедры компъютерно-интегрированных технологий и метрологии
САДЫГОВА ЮЛИЯ ИЛХАМОВНА
студентка кафедры компъютерно-интегрированных технологий и метрологии
ДЕМКИНА ВЕРОНИКА ПАВЛОВНА
студентка кафедры компъютерно-интегрированных технологий и метрологии
Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет»,
г. Днепропетровск, Украина
ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ ОКСИДА ВАНАДИЯ (V) ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ
Современные тенденции развития полупроводниковой электроники характеризуются переходом от элементов с характерным размером в микронной области к наноэлементам. Наноэлектроника является новой областью науки и техники, формирующейся сегодня на основе последних достижений физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии и технологии полупроводниковой электроники. В связи с этим, актуальной является задача синтеза нанокристаллических порошков диоксида ванадия VO2.
Диоксид ванадия характеризуется наличием в нем фазового перехода первого рода. При температуре 68°С в полупроводниковой фазе происходит моноклинное перекручивание рутильной структуры кристалла VO2, у результате чего диоксид ванадия получает металлическую проводимость [1]. Фазовый переход сопровождается скачком электрического сопротивления материала в 102-105 раз, изменением всех физических свойств этого соединения, поэтому VO2 является одним из самых широко применяемых соединений для изготовления элементов электроники, оптоэлектроники.
Наиболее перспективным методом получения нанодисперсных частиц является золь-гель технология, основанная на взаимодействии растворов исходных компонентов, обладающих достаточно высокой растворимостью и образованием в ходе химической реакции между ними слаборастворимого нужного продукта [2]. Одними из самым распространенных методов исследования состава и структуры дисперсных фаз являются оптические методы. Целью данной работы было изучение оптических свойств растворов пятиоксида ванадия в присутствии щавелевой кислоты, которые используются для получения диоксида ванадия.
В работе были проведены турбидиметрические исследования с использованием растворов оксида ванадия (V) в щавелевой кислоте, исходный состав компонентов был следующим: оксид ванадия (V) – 1г, воды – 100мл, содержание Н2С2О4 в растворе варьировали от 0 до 5г.
Оптическую плотность и коэффициент пропускания растворов измеряли в диапазоне световых волн 315- 980нм, при помощи концентрационного фотоэлектрического колориметра КФК-2, со светофильтрами обеспечивающими указанный диапазон световых волн. Расчет мутности (τ) осуществляли в соответствии с законом Бугера−Ламберта−Бера, с учетом толщины просвечивающего слоя и концентрации ионов ванадия в растворе [3].
Концентрацию ионов ванадия V4+ і V5+ в растворе определяли путем редоксиметрического тирования в соответствии с методикой описанной в [4].Относительная погрешность при измерении оптической плотности и коэффициента пропускания не превышала 0,5%.
Зависимость мутности от длины волны, для исследуемых растворов с концентрацией ионов V4+ в диапазоне 0- 0,0523г/л приведена на рис.1. На графике также приведены для сравнения зависимости для чистой дистиллированной воды и раствора щавелевой кислоты.
В работе выполнен анализ зависимостей оптических свойств и спектров поглощения растворов от концентрации ионов ванадия в них. Предложена технология получения наночастиц диоксида ванадия.
Литература
1. Бугаев А.А., Захарченя Б.П., Чудновский Ф.А. Фазовый переход металл- полупроводник и его применение. - Л.: Наука, 1979. – 183 с.
2. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. – 309 с.
3. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. –М.: Химия, 1989. –462 с.
4 .Івон О.І., Черненко І.М., Колбунов В.Р. Спосіб одержання діоксиду ванадія // Пріоритетна довідка держпатента Украіни № 99010384 від 26.01.1999.