Выпуски

 / 

2017

 / 

Декабрь

  

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 в условиях нанокатализа. По аналогии с макроскопическим металлом исследуется распространение электрического сигнала через наноструктуру. Проанализировано изменение сопротивления металлической наноструктуры в результате прилипания к её поверхности активных молекул, которые превращаются в отрицательные ионы, индуцируюие образование положительно заряженных вакансий внутри металлического проводника. Вакансии 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 плёнки на поверхности различных объектов. Представлены фундаментальные основы нанокатализа. Полупроводниковые кондактометрические сенсоры, проводником в которых являются граничащие друг с другом нанометровые зёрна или нити, сравниваются с металлическими сенсорами с проводником в виде перколяционного кластера, фрактальной нити или пучка переплетённых нанонитей, образуемых в сверхтекучем гелии. Показано, 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 позволяет измерить скорость прилипания активных молекул к проводнику сенсора с высокой точностью, вторая связана с освобождением поверхности металлической наноструктуры от прилипших молекул с использованием газоразрядной плазмы, в частности, от капиллярного разряда, и последующей хроматографией продуктов очистки.

Текст pdf (1,3 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2017.02.038073
Ключевые слова: металлические кластеры, металлические наноструктуры, лазерная абляция, перколяционный кластер, фрактальная нить, пучок нанонитей, нанокатализ, полупроводниковый кондактометрический сенсор, металлический кондактометрический сенсор
PACS: 61.43.Hv, 61.46.−w, 72.15.−v, 73.63.−b (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.02.038073
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/12/b/
000429139400002
2-s2.0-85043538839
2017PhyU...60.1236S
Цитата: Смирнов Б М "Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам" УФН 187 1329–1364 (2017)
BibTexBibNote ® (generic) BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks
Русский English
TY JOUR
TI Metal nanostructures: from clusters to nanocatalysis and sensors
AU Smirnov, B. M.
PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk
PY 2017
JO Uspekhi Fizicheskikh Nauk
JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk
JA Usp. Fiz. Nauk
VL 187
IS 12
SP 1329-1364
UR https://ufn.ru/ru/articles/2017/12/b/
ER https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.02.038073

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. 60 1236–1267 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2017.02.038073

© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение