"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Квантово-размерный эффект в кремниевых нанокристаллах при их растворении в модельных биологических жидкостях
Russian Foundation for Basic Research (RFBR) , 19-32-90122
Russian Science Foundation, 19-72-10131
Гонгальский М.Б.1, Цурикова У.А.1, Гончар К.А.1, Гвинджилия Г.З.1, Осминкина Л.А. 1,2
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (физический факультет), Москва, Россия
2Институт биологического приборостроения Российской академии наук, Пущино, Московская область, Россия
Email: osminkina@physics.msu.ru
Поступила в редакцию: 1 сентября 2020 г.
В окончательной редакции: 9 сентября 2020 г.
Принята к печати: 9 сентября 2020 г.
Выставление онлайн: 12 октября 2020 г.

С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии, фотолюминесцентной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света изучены механизмы растворения пористых кремниевых наночастиц при их инкубации в модельных жидкостях на примере воды и фосфатного солевого буфера (PBS) при температуре 37oС. Согласно электронным микрофотографиям, кремниевые наночастицы состоят из нанокристаллов кремния ( нк-Si) размером 2-10 нм и пор. Показано, что при инкубации кремниевых наночастиц в воде происходит разгорание их фотолюминесценции, сопровождающееся незначительным уменьшением размеров нк-Si, что связывается с пассивацией дефектов и стабилизацией оксидной оболочки нанокристаллов. При инкубации в PBS происходит значительное тушение фотолюминесценции и исчезновение сигнала комбинационного рассеяния от наночастиц, что свидетельствует об их быстром растворении. На основании полученных экспериментальных данных представлена феноменологическая модель, описывающая квантово-размерные эффекты, возникающие в нк-Si при их растворении. Ключевые слова: наночастицы пористого кремния, кремниевые нанокристаллы, квантово-размерный эффект, фотолюминесценция, комбинационное рассеяние света.
  1. L. Canham. Faraday Discussions, 222, 10 (2020)
  2. M.J. Sailor. Porous silicon in practice: preparation, characterization and applications (N.Y., John Wiley \& Sons, 2012)
  3. V. Lehmann, R. Stengl, A. Luigart. Mater. Sci. Engin. B, 69-70, 11 (2000)
  4. G. Ledoux, J. Gong, F. Huisken. Appl. Phys. Lett., 80, 4834 (2002)
  5. M.B. Gongalsky, A.Yu. Kharin, L.A. Osminkina, V.Yu. Timoshenko, J. Jeong, H. Lee, B.H. Chung. Nanoscale Res. Lett.,  7, 446 (2012)
  6. V.A. Sivakov, F. Voigt, A. Berger, G. Bauer, S.H. Christiansen. Phys. Rev. B, 82, 125446 (2010)
  7. F. Voigt, V. Sivakov, V. Gerliz, G.H. Bauer, B. Hoffmann, G.Z. Radnoczi, B. Pecz, S. Christiansen. Phys. Status Solidi A, 208 (4), 893 (2011)
  8. K.Q. Peng, Y.J. Yan, S.P. Gao, J. Zhu. Adv. Mater., 14 (16), 1164 (2002)
  9. В.А. Георгобиани, К.А. Гончар, Л.А. Осминкина, В.Ю. Тимошенко. ФТП, 49 (8), 1050 (2015)
  10. E. Tolstik, L.A. Osminkina, D. Akimov, M.B. Gongalsky, A.A. Kudryavtsev, V.Yu. Timoshenko, R. Heintzmann, V. Sivakov, J. Popp. Int. J. Mol. Sci.,  17 (9), 1536 (2016).
  11. L.A. Osminkina, V.A. Sivakov, G.A. Mysov, V.A. Georgobiani, U.А. Natashina, F. Talkenberg, V.V. Solovyev, A.A. Kudryavtsev, V.Yu. Timoshenko. Nanoscale Res. Lett., 9, 463 (2014)
  12. G. Irmer. J. Raman Spectrosc., 38 (6), 634 (2007)
  13. K.W. Adu, H.R. Gutierrez, U.J. Kim, G.U. Sumanasekera, P.C. Eklund. Nano Lett., 5 (3), 409 (2005)
  14. H. Richter, Z.P. Wang, L. Ley. Solid State Commun., 39 (5), 625 (1981)
  15. I.H. Campbell, P.M. Fauchet. Solid State Commun., 58 (10), 739 (1986)
  16. E. Bustarret, M.A. Hachicha, M. Brunel. Appl. Phys. Lett., 52 (20), 1675 (1988)
  17. A. Compaan, M.C. Lee, G.J. Trott. Phys. Rev. B, 32 (10), 6731 (1985)
  18. J.-H. Park, L. Gu, G. von Maltzahn, E. Ruoslahti, S.N. Bhatia, M.J. Sailor. Nature Materials, 8, 331 (2009)
  19. P.V. Maximchik, K. Tamarov, E.V. Sheval, E. Tolstik, T. Kirchberger-Tolstik, Z. Yang, V. Sivakov, B. Zhivotovsky, L.A. Osminkina. ACS Biomater. Sci. Eng., 5 (11), 6063 (2019)
  20. E. Tolstik, L.A. Osminkina, C. Matthaus, M. Burkhardt, K.E. Tsurikov, U.A. Natashina, V.Y. Timoshenko, R. Heintzmann, J. Popp, V. Sivakov. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 12 (7), 1931 (2016)
  21. M.B. Gongalsky, U.A. Tsurikova, C.J. Storey, Y.V. Evstratova, A.A. Kudryavtsev, L.T. Canham, L.A. Osminkina. Faraday Discussions, 222, 318 (2020)
  22. M.B. Gongalsky, A.P. Sviridov, Yu.I. Bezsudnova, L.A. Osminkina. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 190, 110946 (2020)
  23. A.G. Cullis, L.T. Canham. Nature, 353, 335 (1991)
  24. L.T. Canham. Appl. Phys. Lett., 57, 1046 (1990)
  25. G. Ledoux, O. Guillois, D. Porterat, C. Reynaud, F. Huisken, B. Kohn, V. Paillard. Phys. Rev. B, 62, 15942 (2000)
  26. H.J. von Bardeleben, M. Chamarro, A. Grosman, V. Morazzani, C. Ortega, J. Siejka, S. Rigo. J. Luminesc., 57 (1-6), 39 (1993)
  27. J. Zi, K. Zhang, X. Xie. Phys. Rev. B, 55, 9263 (1997)
  28. M.B. Gongalsky, J.V. Kargina, J.F. Cruz, J.F. Sanchez-Royo, V.S. Chirvony, L.A. Osminkina, M.J. Sailor. Front. Chem., 7, 165 (2019).

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.