нанослой (англ. nanolayer) — двумерная структура, слой или пленка наноразмерной толщины на поверхности твердого тела или жидкости.

Описание

Термин «нанослой» является собирательным и используется для обозначения большой группы протяженных двумерных и квазидвумерных нанообъектов различной физико-химической природы, от мембран липосом и клеток до графена и чеш уек слоистых двойных гидроксидов. Нанослой в микроэлектронике обычно представляет собой сплошную пленку толщиной от единиц до нескольких десятков нанометров, получаемую методами электронно-лучевого и лазерного испарения, магнетронного напыления, молекулярно-лучевой эпитаксии. Наличие сплошного нанометрового слоя, разделяющего слои ферромагнетика существенно большей толщины, принципиально важно для реализации эффектов туннельного и гигантского магнетосопротивления.

Образование наноразмерных монослоев является ключевым элементом технологии синтеза наноструктур методом молекулярного наслаивания, в основе которого лежит химическое взаимодействие функциональных групп на поверхности материала-подложки с парами подводимых извне активных реагентов с образованием устойчивой пленки (нанослоя) продуктов реакции. Для осуществления послойного нанесения необходимо, чтобы образующийся продукт также содержал активные атомы или функциональные группы, способные реагировать с подводимым реагентом с образованием необходимого соединения. Метод позволяет создавать многослойные нанопокрытия на поверхностях сложной формы и отдельных частицах.

Метод молекулярного наслаивания имеет много общего с синтезом самособирающихся монослоев (self-assembled monolayer, SAM), в котором хемосорбция компонентов на поверхности твердой фазы сопровождается их самоорганизацией, которая по прошествии некоторого времени приводит к образованию кристаллографически упорядоченных структур адсорбата на поверхности. Родственные им нанослои амфифильных компонентов, формируемые по методу Ленгмюра–Блоджетт на поверхности жидкостей с последующим перенесением на твердую поверхность, отличаются от самособирающихся монослоев менее прочным связыванием нанослоя с поверхностью подложки, обычно основанном на физической адсорбции. Используя функционализированные наночастицы, можно создавать из них многослойные структуры и без участия подложки. Так, например, создав монослой наночастиц золота на границе раздела воды и толуола, можно с одной стороны присоединить к нему слой гидрофильных частиц теллурида кадмия, а с другой — монослой гидрофобизированных наночастиц серебра.

Авторы

  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Шляхтин Олег Александрович

Источники

  1. Толстой В.П. Реакции ионного наслаивания. Применение в нанотехнологии. // Успехи химии. 2006. Т. 75, №2. С. 183–199.
  2. Gandhi D.D., Lane M., Zhou Yu et al. Annealing-induced interfacial toughening using a molecular nanolayer // Nature. 2007. V. 447. P. 299–302.
  3. Малыгин А. А. Химическая сборка твердых тел методом молекулярного наслаивания // Соросовский образовательный журнал. 1998. №7. С. 58–64.
  4. Wang Bo et al. Stepwise interfacial self-assembly of nanoparticles via specific DNA pairing // Chem. Phys. 2007. V. 9. P. 6313.
  5. Бенеманская Г. В., Жмерик В.Н., Лапушкин М.Н., Тимошнев С.Н. Аккумуляционный нанослой — 2D-электронный канал ультратонких интерфейсов Cs/n-InGaN // Физика твердого тела. 2009. Т. 51, №2. С. 372–376.
  6. Химия привитых поверхностных соединений / Под ред. Г. В. Лисичкина. — М.: Физматлит, 2003. — 592 с.
  7. Iler R. K. Multilayers of colloidal particles // J. Coll. Interface Sci. 1966. V. 21. P. 569–594.

Напишите нам