ИСТИНА

Объекты исследования: нанотрубки (НТ) WS2 и луковичные наноструктуры (ЛНС) MoS2, модифицированные наночастицами золота и серебра, обладающими эффектом поверхностного плазмонного резонанса. Цель работы: разработка новых эффективных подходов по модификации поверхности НТ и ЛНС MoS2 и WS2 наночастицами золота и серебра для получения нанокомпозитов с заданными морфологическими и оптоэлектронными характеристиками. Методы исследования: Полученные результаты основаны на обширном массиве экспериментальных данных, полученных с использованием современных методов физико-химического анализа, включая сканирующую (растровую) электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию (в т.ч. высокого разрешения), сканирующую просвечивающую электронную микроскопию, оптическую микроскопию в поляризованном свете, спектроскопию характеристических потерь энергии электронов, локальную энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию, рентгеновскую дифракцию, оптическую спектроскопию экстинкции, поглощения и рассеяния (включая измерения с использованием интегрирующей сферы), фемтосекундную нестационарную спектроскопию поглощения, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой. Полученные результаты: В работе были впервые предложены оригинальные, воспроизводимые и масштабируемые методики синтеза нанокомпозитов Au-НТ-WS2, Au-ЛНС-MoS2 и Ag-НТ-WS2 без использования молекул-линкеров, основанные на гетерогенном взаимодействии водных суспензий дисульфидных наноструктур с растворами HAuCl4, AgNO3 или [Ag(NH3)2]OH при повышенных температурах. Показана возможность контроля среднего размера формирующихся металлических частиц в диапазоне 5-35 нм. Установлены особенности гетерогенной реакции, приводящей к формированию наночастиц золота и серебра, показана роль дефектов дисульфидной поверхности в данном процессе. Впервые показан определяющий вклад рассеяния Ми в наблюдаемые особенности оптических спектров экстинкции НТ-WS2. Изучен вклад наночастиц золота в спектры нанокомпозитов Au-НТ-WS2 и Au-ЛНС-MoS2. Показана возможность переноса носителей заряда через интерфейс золото/дисульфид. Впервые экспериментально продемонстрирована значимая чувствительность электропроводности немодифицированных НТ-WS2 и нанокомпозитов Au-НТ-WS2 в присутствии молекул-акцепторов (газообразного диоксида азота) при комнатной температуре при нетермическом возбуждении – периодической засветке зелёным светодиодом (λmax = 530 нм). Установлено, что нанокомпозит Au-НТ-WS2 проявляет повышенный фотоотклик и усиленную чувствительность к концентрации NO2 в диапазоне 0,25-2,0 м.д. Область применения: Практическая значимость работы заключается в возможности использования разработанных методик синтеза для создания композитов на основе дисульфидных наноструктур и наночастиц золота и серебра с контролируемыми характеристиками для применений в элементах оптических схем, микроэлектронных и сенсорных устройствах. На основании предложенного механизма гетерофазного взаимодействия дисульфидных наноструктур и ионов металлов могут быть разработаны методики создания аналогичных композитов с наночастицами платины, палладия и других металлов. Предложенные методы нанесения плёнок НТ-WS2 и их нанокомпозитов с наночастицами благородных металлов могут быть использованы для формирования активных слоёв электронных и оптоэлектронных устройств (транзисторов, фотодиодов, сенсоров, мемристоров и т.д.) на основе дисульфидных наноструктур и их нанокомпозитов. Данные о чувствительности электропроводности НТ-WS2 и нанокомпозитов Au-НТ-WS2 к содержанию NO2 в окружающей атмосфере могут быть использованы при разработке и оптимизации резистивных газовых сенсоров и/или индикаторных систем, основанных как на тубулярных дисульфидных наноструктурах, так и на луковичных или пластинчатых частицах MoS2 и WS2.