Вышедшие номера
Взаимодействие молекул NH3 и HCl с поверхностью нитевидных нанокристаллов кремния: DFT-моделирование и эксперимент
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации , -, грант № FSRM-2023-0009
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации , -, Соглашение 075- 03-2023-106 от 13.01.2023, проект FSMG-2021-0005
Свинкин Н.А. 1, Кондратьев В.М.1,2, Полозков Р.Г.1,3, Большаков А.Д.1,2,4
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
2Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
4Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: nik-svinkin@mail.ru
Поступила в редакцию: 3 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 24 июля 2024 г.
Принята к печати: 30 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 23 декабря 2024 г.

Выполнены теоретическое и экспериментальное исследования процессов взаимодействия поверхности кремниевых нитевидных с молекулами аммиака и хлороводорода в связи с возможностью создания газовых сенсоров, имеющих потенциал использования в здравоохранении. Представлены результаты DFT-моделирования, в рамках которого было установлено, что при адсорбции происходит перераспределение электронной плотности между молекулами адсорбата и поверхностью кристалла, что может быть причиной изменения сопротивления нитевидных нанокристаллов. Экспериментально показано наличие резистивного отклика кремниевых нитевидных нанокристаллов на изменение концентрации паров NH3 и HCl, что дает возможность для их качественного и количественного детектирования. Ключевые слова: кремниевые нитевидные нанокристаллы, газовая сенсорика, аммиак, соляная кислота, DFT.
  1. S. Oda, D. Ferry (ed.). Silicon nanoelectronics (Boca Raton, CRC Press, 2017)
  2. Y. Xu, X. Hu, S. Kundu, A. Nag, N. Afsarimanesh, S. Sapra, S.C. Mukhopadhyay, T. Han. Sensors, 19 (13), 2908 (2019)
  3. S. Joo, R.B. Brown. Chem. Rev., 108 (2), 638 (2008)
  4. M. Akbari-Saatlu, M. Procek, C. Mattsson, G. Thungstrom, H.-E. Nilsson, W. Xiong, B. Xu, Y. Li, H.H. Radamson. Nanomaterials, 10 (11), 2215 (2020)
  5. V.M. Kondratev, I.A. Morozov, E.A. Vyacheslavova, D.A. Kirilenko, A. Kuznetsov, S.A. Kadinskaya, S.S. Nalimova, V.A. Moshnikov, A.S. Gudovskikh, A.D. Bolshakov. ACS Appl. Nano Mater., 5 (7), 9940 (2022)
  6. V.M. Kondratev, E.A. Vyacheslavova, T. Shugabaev, D.A. Kirilenko, A. Kuznetsov, S.A. Kadinskaya, Z.V. Shomakhov, A.I. Baranov, S.S. Nalimova, V.A. Moshnikov, A.S. Gudovskikh, A.D. Bolshakov. ACS Appl. Nano Mater., 6 (13), 11513 (2023)
  7. S.S. Nalimova, V.M. Kondrat'ev. 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 987-990 (2020)
  8. E.A. Levkevich, A.I. Maksimov, S.A. Kirillova, S.S. Nalimova, V.M. Kondrat'ev, A.A. Semenova. 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 984-986 (2020)
  9. S.A. Kadinskaya, V.M. Kondratev, I.K. Kindyushov, A. Kuznetsov, K.N. Punegova. 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus), 958-961 (2022)
  10. M.A. Anikina, P. Roy, S.A. Kadinskaya, A. Kuznetsov, V.M. Kondratev, A.D. Bolshakov. Nanomaterials, 13 (1), 56 (2022)
  11. A. Kuznetsov, P. Roy, D.V. Grudinin, V.M. Kondratev, S.A. Kadinskaya, A.A. Vorobyev, K.P. Kotlyar, E.V. Ubyivovk, V.V. Fedorov, G.E. Cirlin, I.S. Mukhin, A.V. Arsenin, V.S. Volkov, A.D. Bolshakov. Nanoscale, 15 (5), 2332 (2023)
  12. A. Kuznetsov, E. Moiseev, A.N. Abramov, N. Fominykh, V.A. Sharov, V.M. Kondratev, I.I. Shishkin, K.P. Kotlyar, D.A. Kirilenko, V.V. Fedorov, S.A. Kadinskaya, A.A. Vorobyev, I.S. Mukhin, A.V. Arsenin, V.S. Volkov, V. Kravtsov, A.D. Bolshakov. Small, 19 (28), 2301660 (2023)
  13. F. Neese. WIREs Comput. Mol. Sci., 2 (1), 73 (2012)
  14. F. Neese. WIREs Comput. Mol. Sci., 8 (1), e1327 (2017)
  15. G.A. Zhurko. Chemcraft --- graphical program for visualization of quantum chemistry computations (Ivanovo, Russia, 2005). https://chemcraftprog.com
  16. T. Lu, F. Chen. J. Mol. Graphics Model., 38, 314 (2012)
  17. T. Lu, F. Chen. J. Comput. Chem., 33 (5), 580 (2012)
  18. W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten. J. Mol. Graphics, 14 (1), 33 (1996)
  19. R.S. Mulliken. J. Chem. Phys., 23 (10), 1833 (1955)
  20. V.M. Kondratev, I.A. Morozov, E.A. Vyacheslavova, A.S. Gudovskikh, S.S. Nalimova, V.A. Moshnikov, A.D. Bolshakov. J. Phys.: Conf. Ser., 2015 (1), 012068 (2021).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.