×
10.08.2013
216.012.5c39

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА МИКРОСФЕРЫ КРЕМНЕЗЕМА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано в производстве фотонных кристаллов с заданными физическими свойствами. Сущность: подложку с предварительно нанесенными микросферами кремнезема помещают в реактор. Вакуумируют реакционную камеру до 10 торр. Затем подложку нагревают до температуры 192-230°С, напускают в зону реакции пары прекурсора с температурой 45-56°С. Выдерживают пары в течение, по меньшей мере, 1,5 секунд. Осуществляют подачу воздуха в реакционную камеру до давления 10 торр. Выдерживают реакционную смесь в течение, по меньшей мере, 2 секунд и откачивают реакционную систему до начального вакуума. Технический результат: упрощение способа, сокращение сроков выполнения работ, расширение функциональных возможностей за счет получения наночастиц золота контролируемого размера. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано в производстве фотонных кристаллов с заданными оптическими свойствами.

Известны различные способы осаждения наночастиц золота на микросферы кремнезема, например, лазерная абляция, осаждение из жидкой фазы. Основными недостатками данных способов являются наличие множества стадий осаждения, сложность управления размерами наночастиц, а также возможная агрегация наночастиц после удаления растворителя.

Известен способ получения опалоподобных структур с золотыми наночастицами, в котором осаждение проводят в две стадии. Первая стадия включает в себя получение золотых наночастиц лазерной абляцией, перевод их в этанольный раствор, посредством воздействия лазерного излучения с длиной волны 1060 нм на золотую мишень, находящуюся в этанольном растворе. Под действием лазерного импульса наночастицы золота переходят в этанольный раствор. На второй стадии производят многократную инфильтрацию золотых наночастиц в матрицу опала, для чего образец с нанесенными микросферами кремнезема погружают в раствор, полученный на первой стадии, и высушивают на воздухе. Процедуру повторяют до 100 раз (см. V.S. Gorelik, L.I. Ziobina, V.A. Karavanskii, O.A. Troitskii, R.I. Chanieva. InorganicMaterials 46 (2010), р.862-865) [1].

К недостаткам данного способа можно отнести наличие двух стадий процесса осаждения, а также отсутствие контроля за размерами наночастиц золота как на стадии получения, так и на стадии инфильтрации.

Известны способы осаждение наночастиц золота в порах матрицы микросфер путем восстановления золотосодержащих растворов, например, золотохлористоводородной кислоты, различными восстановителями в присутствии стабилизаторов, ПАВ и др.

Например, известен способ осаждения золотых наночастиц на поверхность микросфер кремнезема, заключающийся в следующем: в 2-3 мл раствора, содержащего 0,01% НАuСl4, 0,01% дубильной кислоты, 0,04% цитрата натрия и 0,26 мМ раствора карбоната калия, помещают стеклянную подложку с нанесенными микросферами под углом в 65° и ждут, когда раствор полностью испарится и будет инфильтрован в матрицу микросфер кремнезема под действием капиллярных сил. В результате из раствора получают золотые наночастицы размерами от 3,5 до 6,5 нм (см. A.Z. Khokhar, F. Rahman, N.P. Johnsori. Journal of Physics and Chemistry of Solids 72 (2011), р.185-189 )[2].

Известный способ обладает существенными недостатками, такими как невозможность управления размерами наночастиц, наличием ПАВ; а также агрегацией наночастиц после удаления растворителя.

Наиболее близким к заявляемому является способ осаждения наночастиц фосфида индия (InP) методом химического осаждения их из газовой фазы из металлорганических предшественников, путем совместного осаждения прекурсоров триметилиндия и фосфина на подложку с предварительно нанесенными микросферами кремнезема с размерами от 230 до 535 нм. Подложку помещают в реактор при атмосферном давлении, нагревают до 200-400°С, далее подают пары прекурсоров из двух независимых источников, при этом температуры паров варьируют от 52 до 150°С для триметилиндия и 350°С для фосфина. Число циклов осаждения составляет от 2 до 10 для каждого реактанта, продолжительность циклов составляет от 25 минут до 1 часа.

В результате получают наночастицы InP с размером 50 нм (см. H.M. Yates, M.E. Pemble, H. Miguez, A. Blanco, C.Lopez, F. Meseguer, L. Vazquez. J. Crys. Growth 193 (1998), 9-15)[3].

Недостатками прототипа являются сложность и длительность процесса.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении известного способа, сокращении сроков его выполнения и расширении функциональных возможностей заявляемого способа за счет получения наночастиц золота контролируемого размера.

Технический результат достигается путем применения заявляемого способа, заключающегося в следующем.

Подложку необходимого размера и толщины с предварительно нанесенными микросферами кремнезема помещают в реактор, вакуумируют реакционную камеру до 10-4 торр, подложку нагревают до температуры 192-230°С, напускают пары прекурсора с температурой 45-56°С, выдерживают пары в течение не менее 1,5 секунд, напускают воздух в реакционную камеру до давления 10-2 торр, выдерживают реакционную смесь в течение не менее 2 секунд и откачивают реакционную систему до начального вакуума. В качестве прекурсора используют летучий металлорганический комплекс: дипивалоилметаиат диметилзолота. Число циклов составляет от 30 до 100. В результате происходит химическая реакция восстановления золота из прекурсора до металлического состояния с образованием на поверхности микросфер наночастиц золота с размером 5-20 нм.

Определяющим отличием заявляемого способа, по сравнению с прототипом, является то, что осаждение микрочастиц золота производят в одну стадию из газовой фазы при оптимальных режимах, что позволяет расширить функциональные возможности способа за счет обеспечения возможности получения одиночных, не агрегированных наночастиц золота контролируемого размера, составляющего 5-20 нм.

Способ осуществляют на автоматизированной установке, включающей реактор, вакуумную систему, систему подачи газов, управляемые с помощью компьютера.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Подложку размером 10×10 мм2, толщиной 2 мм с нанесенными микросферами кремнезема со средним диаметром 210 нм, помещают в реактор, который откачивают до 10-4 торр, нагревают подложку до 192°С, в реакционную камеру напускают пары дипивалоилметанат диметилзолота с температурой 45°С, выдерживают в течение 1,5 секунд, напускают воздух в реакционную камеру до давления 10-2 торр, выдерживают реакционную смесь в течение 2 секунд и откачивают реакционную систему до начального вакуума. Число циклов составляет 50. В результате получены наночастицы золота с размерами 5-10 нм на поверхности микросфер кремнезема. На Фиг.1 представлена микрофотография микросфер кремнезема с осажденными на них наночастицами золота со сканирующего электронного микроскопа, где указан размер одной из наночастиц.

Пример 2.

Подложку размером 10×10 мм2, толщиной 2 мм с нанесенными микросферами кремнезема со средним диаметром 210 нм, помещают в реактор, который откачивают до 10-4 торр, нагревают подложку до 200°С, в реакционную камеру напускают пары дипивалоилметанат диметилзолота с температурой 56°С, выдерживают в течение 2 секунд, напускают воздух в реакционную камеру до давления 10-2 торр, выдерживают реакционную смесь в течение 2,5 секунд и откачивают реакционную систему до начального вакуума. Число циклов составляет 100. В результате получены наночастицы золота с размерами 10-20 нм на поверхности микросфер кремнезема. На Фиг.2 представлена микрофотография микросфер кремнезема с осажденными на них наночастицами золота со сканирующего электронного микроскопа, где указан размер одной из наночастиц.

Пример 3.

Подложку размером 10×10 мм2, толщиной 2 мм с нанесенными микросферами кремнезема со средним диаметром 210 нм, помещают в реактор, который откачивают до 10-4 торр, нагревают подложку до 230°С, в реакционную камеру напускают пары дипивалоилметанат диметилзолота с температурой 55°С, выдерживают в течение 2,5 секунд, напускают воздух в реакционную камеру до давления 10-2 торр, выдерживают реакционную смесь в течение 3 секунд и откачивают реакционную систему до начального вакуума. Число циклов составляет 30. В результате получены наночастицы золота с размерами 8-15 нм на поверхности микросфер кремнезема. На Фиг.3 представлена микрофотография микросфер кремнезема с осажденными на них наночастицами золота со сканирующего электронного микроскопа, где указан размер одной из наночастиц.

Использование заявляемого способа обеспечивает получение наночастиц золота с размером 5-20 нм на поверхности микросфер кремнезема.


СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА МИКРОСФЕРЫ КРЕМНЕЗЕМА
СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА МИКРОСФЕРЫ КРЕМНЕЗЕМА
СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА МИКРОСФЕРЫ КРЕМНЕЗЕМА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 135.
27.04.2013
№216.012.3bcf

Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим управление шириной главного лепестка диаграммы направленности антенны без механического манипулирования антенной или ее частями. В линзовой антенне линзовый элемент выполнен из ферроэлектрического материала, антенна включает в себя: круглую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480872
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e74

Оптическая измерительная система и способ измерения критического размера наноструктур на плоской поверхности

Изобретение может быть использовано при измерении геометрических параметров нанообъектов путем исследования рассеянного излучения при сканировании объектов. Оптическая измерительная система содержит: оптический модуль освещения и регистрации изображения, модуль управления параметрами оптической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481555
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3ec4

Адаптивный способ создания и печати цветных анаглифных изображений

Изобретение относится к средствам подготовки печати анаглифных изображений. Техническим результатом является адаптация для печати анаглифного изображения с сохранением трехмерного восприятия напечатанного изображения для конкретных стереоочков. В способе печатают тестовый цветной образец на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481635
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3efa

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а более конкретно - к системам и компонентам, предназначенным для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение получаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Предложена система беспроводной передачи энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481689
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f04

Резонансная структура на основе объемного акустического резонатора

Изобретение относится к области электрорадиотехники, к системам беспроводной передачи энергии. Достигаемый технический результат - создание резонансной структуры для беспроводной передачи или приема энергии, обладающей малыми размерами и высокой добротностью при работе в частотном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481699
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f09

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - увеличение получаемой энергии путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481704
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f0a

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение принимаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481705
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.07.2013
№216.012.5b2e

Способ детектирования сигнала в системах связи с mimo каналом

Изобретение относится к области связи, в частности к радиотехническим беспроводным коммуникационным системам. Технический результат состоит в повышении точности приема информации. Для этого в системах связи с MIMO формируют оценку принятого вектора QAM символов и вычисляют матрицу ковариации;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488963
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.61ee

Способ ускорения обработки множественных запросов типа select к rdf базе данных с помощью графического процессора

Изобретение относится к технологиям обработки информации, а более конкретно - к способам обеспечения доступа к информации, хранящейся в базах данных. Техническим результатом является увеличение пропускной способности сервера обработки запросов. Заявлен способ параллельной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490702
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6241

Метаматериальная резонансная структура

Изобретение относится к системам беспроводной передачи энергии. Технический результат заключается в повешении индуктивности при уменьшении размеров. Резонансная структура состоит из нескольких кольцевых резонаторов, отличающаяся тем, что представляет собой обладающую свойствами метаматериала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490785
Дата охранного документа: 20.08.2013
Показаны записи 1-10 из 83.
27.04.2013
№216.012.3bcf

Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим управление шириной главного лепестка диаграммы направленности антенны без механического манипулирования антенной или ее частями. В линзовой антенне линзовый элемент выполнен из ферроэлектрического материала, антенна включает в себя: круглую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480872
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e74

Оптическая измерительная система и способ измерения критического размера наноструктур на плоской поверхности

Изобретение может быть использовано при измерении геометрических параметров нанообъектов путем исследования рассеянного излучения при сканировании объектов. Оптическая измерительная система содержит: оптический модуль освещения и регистрации изображения, модуль управления параметрами оптической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481555
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3ec4

Адаптивный способ создания и печати цветных анаглифных изображений

Изобретение относится к средствам подготовки печати анаглифных изображений. Техническим результатом является адаптация для печати анаглифного изображения с сохранением трехмерного восприятия напечатанного изображения для конкретных стереоочков. В способе печатают тестовый цветной образец на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481635
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3efa

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а более конкретно - к системам и компонентам, предназначенным для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение получаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Предложена система беспроводной передачи энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481689
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f04

Резонансная структура на основе объемного акустического резонатора

Изобретение относится к области электрорадиотехники, к системам беспроводной передачи энергии. Достигаемый технический результат - создание резонансной структуры для беспроводной передачи или приема энергии, обладающей малыми размерами и высокой добротностью при работе в частотном диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481699
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f09

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - увеличение получаемой энергии путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481704
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3f0a

Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии

Изобретение относится к беспроводной передачи энергии, а именно к системам и устройствам, применяемым для беспроводной передачи энергии. Технический результат - повышение принимаемой мощности путем увеличения добротности приемника. Система беспроводной передачи энергии, содержащая источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481705
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.07.2013
№216.012.5b2e

Способ детектирования сигнала в системах связи с mimo каналом

Изобретение относится к области связи, в частности к радиотехническим беспроводным коммуникационным системам. Технический результат состоит в повышении точности приема информации. Для этого в системах связи с MIMO формируют оценку принятого вектора QAM символов и вычисляют матрицу ковариации;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488963
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.61ee

Способ ускорения обработки множественных запросов типа select к rdf базе данных с помощью графического процессора

Изобретение относится к технологиям обработки информации, а более конкретно - к способам обеспечения доступа к информации, хранящейся в базах данных. Техническим результатом является увеличение пропускной способности сервера обработки запросов. Заявлен способ параллельной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490702
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6241

Метаматериальная резонансная структура

Изобретение относится к системам беспроводной передачи энергии. Технический результат заключается в повешении индуктивности при уменьшении размеров. Резонансная структура состоит из нескольких кольцевых резонаторов, отличающаяся тем, что представляет собой обладающую свойствами метаматериала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490785
Дата охранного документа: 20.08.2013
+ добавить свой РИД