Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам


Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация

Рассмотрены свойства металлических кластеров и составленных из них наноструктур. Сравниваются существующие методы генерации интенсивных пучков металлических кластеров и последующего превращения их в наноструктуры. Проанализированы процессы протекания буферного газа с активными молекулами через наноструктуру как основу каталитического применения наноструктур. На основе рассмотрения проводимости металлической наноструктуры по аналогии с макроскопическим металлом исследуется распространение электрического сигнала через наноструктуру. Проанализировано изменение сопротивления наноструктуры в результате прилипания к поверхности металлической наноструктуры активных молекул, которые превращаются в отрицательные ионы. Эти отрицательные ионы индуцируют образование положительно заряженных вакансий внутри металлического проводника, которые притягиваются к отрицательным ионам и вместе с ними формируют изменение сопротивления металлической наноструктуры. Рассмотрены физические основы применения металлических кластеров и составленных из них наноструктур для создания новых материалов в виде пористой металлической пленки на поверхности соответствующих объектов. Представлены фундаментальные основы нанокатализа. Полупроводниковые кондактометрические сенсоры, проводником которых являются граничащие друг с другом полупроводниковые нанометровые зерна или нити, сравниваются с металлическими сенсорами с проводником в виде перколяционного кластера, фрактальной нити или пучка переплетенных нанонитей, образуемых в сверхтекучем гелии. Это сравнение показывает, что сенсоры на основе металлических наноструктур характеризуются существенно более высокой чувствительностью по сравнению с полупроводниковыми сенсорами, но в отличие от них не обладают селективностью. Измерения на основе металлических сенсоров включает две стадии, первая из которых позволяет измерить скорость прилипания активных молекул к проводнику сенсора с высокой точностью, вторая стадия связана с освобождением поверхности металлической наноструктуры от прилипших молекул с использованием газоразрядной плазмы, в частности, от капиллярного разряда и последующей хроматографией продуктов чистки.

PACS: 61.43.Hv, 61.46.+w, 72.15.−v, 73.63.−b (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.02.038073
Цитата: Смирнов Б М "Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам" УФН, принята к публикации

Поступила: 17 ноября 2016, доработана: 11 февраля 2017, 14 февраля 2017

English citation: Smirnov B M “Metal nanostructures: from clusters to nanocatalysis and sensorsPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2017.02.038073

© Успехи физических наук, 1918–2017
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение