Разработка методики синтеза и исследование оптических свойств наночастиц кремния

       МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
         ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
      «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ 	
УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАНОСИСТЕМ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 28.03.03

КУРСОВАЯ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА


на тему: Разработка методики синтеза и исследование оптических свойств наночастиц кремния
      
    Выполнила:
      Студент(ка)		Т.А.Молодцова
      Группа	 НМ-13-4
      Научный руководитель работы		 Д.В.Кузнецов
    Оценка __________________

Москва 2017
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»


«УТВЕРЖДАЮ»
Институт новых материалов и нанотехнологий
Кафедра ФНСиВТМ	 Зав. кафедрой ___Д.В. Кузнецов
Направление  28.03.03                                                    «   __  »          _________           20___г.

ЗАДАНИЕ
НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ 

Студенту группы    НМ-13-4 Молодцовой Татьяне Александровне   

      1. Тема курсовой научно-исследовательской работы : Разработка методики синтеза и исследование оптических свойств наночастиц кремния 
      2. Цели курсовой научно-исследовательской работы: С использованием современных научно-технических подходов и на основе анализа научно-технической информации разработать методику синтеза наночастиц кремния из монооксида кремния, предложить методы управления структурными параметрами наночастиц, установить связь между структурными параметрами (размер частиц, распределение по размерам, кристаллическая структура, толщина оксидной пленки) и оптическими свойствами       (спектры оптического поглощения в диапазоне от 300 до 1800 нм, спектры флуоресценции)
      3. Исходные данные: порошок монооксида кремния, химические реактивы.
      4. Основная литература, в том числе:
Монографии, учебники и т.п. 
4.1.1. Ищенко А.А., Фетисов Г.В., Асланов Л.А. Нанокремний. свойства, получение, применение, методы исследования контроля.  М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011.
4.1.2. Kumar Vijay Nanosilicon.  Oxford: Elsevier, 2007.
                       Отчеты по НИР, диссертации, дипломные работы и т.п.
                          КНИР на тему “Полуение полупроводниковых наночастиц биологического назначения” – В.Н.Мазов
         4.2. Периодическая литература 
4.2.1 Журналы Web of Science и Scopus
      5. Перечень основных этапов исследования и форма промежуточной отчетности по каждому этапу 
5.1.  Подготовка литературного обзора
5.2.  Разработка методики синтеза наночастиц
5.3. Исследование оптических свойств наночастиц
      6. Аппаратура и методики, которые должны быть использованы в работе: центрифуга Hettich EBA 20, анализатор размера части и дзета-потенциала Malvern Zetasizer Nano ZS, DXR Raman Microscope, рентгеновский дифрактометр Difrey, спектрофлуориметр agilent technologies cary eclipse fluorescence spectrophotometer, УФ-ВИД-спектрофотометр Helios Alpha.
      7. Статистический анализ данных в Origin Pro, оформление презентации в программе PowerPoint и курсовой работы в программе MS Word

8. Руководитель работы______________________ 	

Дата выдачи задания «___» сентября 2016 г.
      
Задание принял к исполнению студент 		____________________



Содержание

Список сокращений……………………………………………………………………………...5
Введение ……………… ……………………………………………………………...………....6
1 Аналитический обзор литературы……………………………………………...…………….7
 1.1 Физические методы синтеза………………………………………………...………......7
  1.1.1 Коденсация паров кремния………………………………………………...……7
  1.1.2 Лазерная абляция кристаллического кремния………………………...…….....7
 1.2 Физико – химические методы синтеза…………..……………………………..……....9
  1.2.1 Плазмохимический метод синтеза…………………………………...…………9
 1.3 Химические методы синтеза……………...…………………………………………...12
  1.3.1.           Нанокремний, полученный из монооксида кремния……………..…………12
  1.3.2.          Восстановление диоксида кремния силицидом магния……………….…..…14
  1.3.3.          Синтез нанокремния в растворах……………...………..…………...………...15
  1.3.4.          Синтез в сверхкритических флюидах……………...……………………...…..18
 1.4 Основные сферы применения квантовых точек на основе кремния……….……...…..19
  1.4.1           Применение квантовых точек в качестве флуоресцентных меток……....….21
  1.4.2           Применение кремниевых наночастиц в тераностике…………………….…..22
Список использованной литературы……………………………...…………………………..25
      
 


Список сокращений
ФЛ – фотолюминесценция?
ПЭМ – просвечивающая электронная микроскопия
ПЭМВР - просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения?
КЛ – катодолюминесценция?
НЧ-Si - наночастицы кремния?
ЭЛ - электролюминесценция?
ИК-спектроскопия - инфракрасная спектроскопия?
XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) – рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 
PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) – плазмохимическии? процесс, усиленное плазмои? химическое осаждение из газовои? фазы?
DFTEM (dark-field transmission electron microscopy) – просвечивающая электронная микроскопия в темном поле?
EDX (energy dispersive x-ray analysis) – рентгеновскии? энергодисперсионныи? микроанализ 
КНЧ – квантовые наночастицы







     Введение

       Научный? и практический? интерес к изучению наноразмерных образовании? в настоящее время огромен. Наночастицы обладают уникальными механическими, электрохимическими, термическими, акустическими и трибологическими (поведение при истирании) свойствами. 
      Кремнии? – второй? по распространению химический? элемент в земной? коре. Благодаря налаженной? технологии производства и удачному сочетанию физических и химических свойств кремнии? вот уже более полувека является основным материалом микроэлектроники. Наличие кремния в природе в огромных количествах стимулирует поиск дешевых и эффективных способов синтеза нанокремния и является в высшей? степени актуальной? задачей? в свете его возможного использования для производства новых источников света, твердотельных лазеров, приборов оптоэлектроники и биофотоники.
      Исследование различных структур, созданных на основе современных достижении? в области нанотехнологии? и обладающих нестандартными характеристиками поверхностей?, открывает возможности получения материалов с уникальными свойствами. Технические возможности таких материалов и, в конечном итоге, их потребительские свойства во многом определяются параметрическими условиями создания нанокомпозитных структур.
      Таким образом, разработка перспективных способов синтеза и исследование оптических свойств наночастиц кремния является актуальной? научной? и прикладной? задачей?. 



     1 Аналитический обзор литературы
      Ниже будут представлены различные способы синтеза нанокристаллического кремния и основные сферы применения наночастиц кремния.
      
     1.1 Физические методы

      1.1.1 Конденсация паров кремния
      Кремниевые наночастицы со средним размером от 5 до 20 нм, можно получить с помощью конденсации паров кремния соответственно. В работе [1] проводился синтез при вакуумном испарении Si из танталовой ампулы. Пары кремния осаждались на кремниевую подложку, расположенную на охлаждаемои? жидким азотом пластине, изготовленнои? из нержавеющеи? стали. В камере синтеза НЧ Si поддерживалась атмосфера аргона при давлении 67 Па. Полученные нанокристаллы кремния обладали фотолюминесценциеи? в области 600–900 нм с максимумом ???= 750 нм. Спектры комбинационного рассеяния нанокремния, полученного испарением слитков кремния под воздеи?ствием электронного пучка в атмосфере аргона и азота, приведены в работах [2-3]. Данныи? метод, как правило, используется для регистрации фундаментальных характеристик наночастиц кремния. 
      1.1.2 Лазерная абляция кристаллического кремния
      Лазерная абляция является методом , который может быть использован для получения чистых, относительно равномерных и с четко заданным распределением по размерам наночастиц кремния. Суть данного метода состоит в том, что поверхность мишени облучается короткими лазерными импульсами различной (заданной) интенсивности. В результате такого облучения мишень получает существенные повреждения и разрушается. В зависимости от мощности лазерных импульсов происходит либо испарение материала мишени, либо его выброс в окружающую буферную среду с последующим формированием нанокластеров.
      Импульсная лазерная абляция показывает чрезвычайно высокую температуру и давление в области ударного фронта, вследствие этого, в процессе лазерной абляции кремний, как правило, реагирует с газами или жидкостями окружающей среды [1-2].
       Согласно методике, которая была приведена в [2], в вакуумированную реакционную камеру, где находилась монокристаллическая кремниевая пластина, впускался водород со скоростью 10 см3/мин, что создавало определенное давление внутри камеры. НЧ Si, распыленные лазерной? абляцией?, осаждались на горизонтально расположенную кремниевую пластину или кварцевую подложку, помещенную на расстоянии 23 мм от места абляции кремниевой? пластины лазерным лучом. 
      Среднии? диаметр первичных наночастиц, полученных в результате лазернои? абляции, составил 4–5 нм. Импульсная лазерная абляция кремния в атмосфере инертного газа давала нк-Si того же диаметра — 4–5 нм, что и в атмосфере водорода. Сравнивая результаты экспериментов по импульснои? лазернои? абляции в атмосфере водорода с импульснои? лазернои? абляциеи? в атмосфере инертного газа, следует отметить, что частицы нанокремния, полученные в инертнои? атмосфере, должны содержать на своеи? поверхности большое количество оборванных связеи? (в атмосфере водорода оборванные связи кремния блокируются водородом). Оборванные связи являются эффективным каналом безызлучательнои? дезактивации, и частицы нанокремния, содержащие такие связи, практически всегда не отличаются заметнои? ФЛ.
       Сложная картина ФЛ одновременно в разных областях спектра от синеи? до краснои? для частиц нанокремния с диаметром 4-5 нм может свидетельствать о множественности центров ФЛ для данных образцов. Так в работе [3] показано, что в зависимости от размеров ФЛ кремниевых квантовых точек в пористом кремнии может быть настроена от близкои? ИК-области до ультрафиолетовои? области при пассивации поверхности наночастиц связями Si-H. Окисление поверхности кислородом приводит к красному сдвигу вплоть до 1 eV и менее. При этом энергия кванта практически перестает зависеть от уменьшения размеров наночастиц, достигая значения 2,1 еV. Этот сдвиг и изменения в интенсивности и во временах затухания ФЛ, показывают, что как размерныи? эффект, так и пассивация поверхности определяют электронные состояния квантовых точек кремния. 
      Лазерная абляция кристаллического кремния в воде изучалась в работе [4]. Получилась красно-коричневая суспензия, в которои? НЧ-Si не оседали в течение месяцев после приготовления. Размеры частиц в среднем равны 2,4 нм. Отчасти частицы были аморфными, но было много и таких частиц, в которых были зарегистрированы межплоскостные расстояния 3,14 °A, что соответствует плоскостям (111) кремния. 
      Импульсная лазерная абляция выполнялась [5] в воде, гексане и толуоле[10-11]. Оказалось, что свои?ства образованных нк-Si зависят от жидкости, в которои? они получены. Дополнительную информацию можно наи?ти в работе [6]. Пластина Si (111) помещалась в воду, этанол или их смесь и подвергалась лазернои? абляции. Жидкость во время абляции перемешивалась. Дисперсия в этаноле более стабильна, чем в воде. Рентгеновская дифракция подтвердила наличие кремния с алмазоподобнои? кристаллическои? структурои? как в воднои?, так и в спиртовои? дисперсиях. в воде среднии? размер частиц сначала уменьшался (с 19 до 14 нм), а затем увеличивался (21 нм ), а в спирте снижался монотонно с 6,8 нм  до 3,1 нм с ростом энергии импульса. Все частицы кремния, полученные в воде, являются поликристалличными, а в этаноле — монокристалличными. Авторы отметили, что ответов на вопросы, почему в этаноле нк-Si мельче, чем в воде, и почему в этаноле нет агрегации при максимальнои? энергии импульса, а в воде есть, у них пока нет. 
      Характеризуя в целом метод лазернои? абляции для получения нанокремния следует отметить, что возможность синтеза наночастиц контролируемои? формы и размеров является безусловным преимуществом данного метода. К недостаткам метода прежде всего следует отнести большую энергозатратность, возможность разрушения молекул жидкости при импульсном лазерном воздеи?ствии и, как следствие, получение наряду с наночастицами, различных побочных веществ в виде продуктов фотолиза (полимерные пленки, химические соединения, возникающие при рекомбинации? радикалов, и др.). 
      
     1.2 Физико – химические методы

      1.2.1 Плазмохимическии? метод синтеза

      Доминирующим физико-химическим методом синтеза нанокремния является конденсация атомов кремния в разреженнои? атмосфере прекурсоров (моносилана) и инертного газа-носителя (аргона, азота), в которои? зажигается плазма (плазмохимическии? метод) [12]. В этом методе наночастицы могут образовываться как в атмосфере, так и на поверхности при росте пле?нки. Характерная температура подложки может быть около 50–300 °С, что п?р?и?ме?н?и?мо д?л?я н?и?з?коте?м?пе?р?ату?р?нои? п?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?кои? те?х?но?ло?г?и?и и?з?гото?в?ле?н?и?я п?р?ибо?ро?в. Мо?д?иф?и?к?а?ц?и?я ст?ру?кту?ры вст?рое?н?ны?х к?л?асте?ро?в к?ре?м?н?и?я, по?луче?н?ны?х т?а?к?и?м мето?до?м, мо?жет быт?ь осу?щест?в?ле?н?а с п?р?и?ме?не?н?ие?м мо?щ?ны?х э?кс?и?ме?р?ны?х л?а?зе?ро?в. Ос?но?в?ны?м?и ус?ло?в?и?я?м?и по?луче?н?и?я высо?ко?д?ис?пе?рс?ны?х по?ро?ш?ко?в п?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?к?и?м мето?до?м я?в?л?я?ютс?я п?роте?к?а?н?ие ре?а?к?ц?и?и в?д?а?л?и от р?а?в?но?вес?и?я и высо?к?а?я с?ко?рост?ь об?р?а?зо?в?а?н?и?я з?а?ро?ды?шеи? но?вои? ф?а?зы п?р?и м?а?лои? с?ко?рост?и и?х рост?а. В ре?а?л?ь?ны?х ус?ло?в?и?я?х п?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?ко?го с?и?нте?з?а по?луче?н?ие н?а?ноч?аст?и?ц це?лесооб?р?а?з?но осу?щест?в?л?ят?ь з?а счет у?ве?л?иче?н?и?я с?ко?рост?и о?х?л?а?ж?де?н?и?я пото?к?а п?л?а?з?мы, в кото?ро?м п?ро?ис?хо?д?ит ко?н?де?нс?а?ц?и?я и?з г?а?зо?вои? ф?а?зы. Б?л?а?го?д?а?р?я это?му у?ме?н?ь?ш?аетс?я р?а?з?ме?р об?р?а?зу?ю?щ?и?хс?я ч?аст?и?ц. П?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?к?ии? с?и?нте?з обес?печ?и?в?ает высо?к?ие с?ко?рост?и об?р?а?зо?в?а?н?и?я и ко?н?де?нс?а?ц?и?и сое?д?и?не?н?и?я и от?л?ич?аетс?я дост?аточ?но высо?кои? п?ро?и?з?во?д?ите?л?ь?ност?ь?ю. 
      П?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?к?ий? высо?коте?м?пе?р?ату?р?ный? с?и?нте?з в?к?л?юч?ает в себ?я нес?ко?л?ь?ко эт?а?по?в. Н?а пе?р?во?м эт?а?пе п?ро?ис?хо?д?ит об?р?а?зо?в?а?н?ие а?кт?и?в?ны?х ч?аст?и?ц в ду?го?вы?х, высо?коч?астот?ны?х и с?ве?р?х?высо?коч?астот?ны?х п?л?а?з?мот?ро?н?а?х. Н?а?ибо?лее высо?кои? мо?щ?ност?ь?ю и коэфф?и?ц?ие?нто?м по?ле?з?но?го деи?ст?в?и?я об?л?а?д?а?ют ду?го?вые п?л?а?з?мот?ро?ны, о?д?н?а?ко по?луч?ае?мые в н?и?х м?ате?р?и?а?лы з?а?г?р?я?з?не?ны п?ро?ду?кт?а?м?и э?ро?з?и?и э?ле?кт?ро?до?в; бе?зэ?ле?кт?ро?д?ные высо?коч?астот?ные и СВЧ п?л?а?з?мот?ро?ны не и?ме?ют это?го не?дост?ат?к?а. Н?а с?ле?ду?ю?ще?м эт?а?пе в ре?зу?л?ьт?ате з?а?к?а?л?к?и п?ро?ис?хо?д?ит вы?де?ле?н?ие п?ро?ду?кто?в в?з?а?и?мо?деи?ст?в?и?я. 
      В не?кото?ры?х ис?л?ле?до?в?а?н?и?я?х бы?ло по?к?а?з?а?но [14-15], что п?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?к?ии? п?ро?цесс, (ус?и?ле?н?ное п?л?а?з?мои? х?и?м?ичес?кое ос?а?ж?де?н?ие и?з г?а?зо?вои? ф?а?зы), обес?печ?и?в?ает н?и?з?ку?ю сте?пе?н?ь а?г?ло?ме?р?а?ц?и?и и у?з?кое р?ас?п?ре?де?ле?н?ие ч?аст?и?ц по р?а?з?ме?р?а?м.
      Р?а?з?ме?ры н?к-Si те?м ме?н?ь?ше, че?м ко?роче и?м?пу?л?ьсы п?л?а?з?мы. Бы?ло по?к?а?з?а?но [13], что в мето?де хо?ло?д?нои? п?л?а?з?мы су?щест?вует т?а?кои? по?ро?г мо?щ?ност?и, в?во?д?и?мои? в ре?а?к?ц?ио?н?ныи? объе?м, вы?ше кото?ро?го по?луч?а?ютс?я н?к-Si, а н?и?же — a-Si, п?р?иче?м к?в?а?нто?выи? вы?хо?д ФЛ пе?р?вы?х дост?и?г?ает 40%, а вто?ры?х — все?го л?и?ш?ь 2%, ес?л?и не ме?нее.
      Н?и?же с?хе?м?ат?ич?но п?ре?дст?а?в?ле?н?а уст?а?но?в?к?а, ис?по?л?ь?зуе?м?а?я д?л?я ре?а?л?и?з?а?ц?и?и д?а?н?но?го мето?д?а( р?ису?но?к 1 ). В п?ро?цессе р?аботы п?ро?ис?хо?д?ит н?асы?ще?н?ие а?р?го?н?а п?а?р?а?м?и ис?хо?д?но?го с?и?л?а?н?а, пос?ле че?го с?мес?ь посту?п?ает в к?а?ме?ру, г?де по?д?ве?р?г?аетс?я р?а?з?ло?же?н?и?ю по?д дейст?в?ие?м ио?н?и?з?и?ро?в?а?н?но?го г?а?з?а. З?ате?м об?р?а?зо?в?а?в?ш?иес?я н?а?ноч?аст?и?цы к?ре?м?н?и?я от?к?ач?и?в?а?ютс?я и осе?д?а?ют н?а ме?мб?р?а?не ф?и?л?ьт?р?а.
      
      Р?ису?но?к 1 – С?хе?м?а уст?а?но?в?к?и по по?луче?н?и?ю КНЧ мето?до?м р?а?з?ло?же?н?и?я с?и?л?а?но?в в п?л?а?з?ме

       С?ле?дует у?по?м?я?нут?ь мето?д л?а?зе?р?но-?и?н?ду?ц?и?ро?в?а?н?нои? д?иссо?ц?и?а?ц?и?и мо?нос?и?л?а?н?а. К высо?коэффе?кт?и?в?ны?м мето?д?а?м г?а?зоф?а?з?но?го с?и?нте?з?а от?нос?итс?я т?а?к?же л?а?зе?р?но-?х?и?м?ичес?к?ии? мето?д [16-17]. Л?а?зе?р?ныи? н?а?г?ре?в обес?печ?и?в?ает ко?нт?ро?л?и?руе?мое го?мо?ге?н?ное з?а?ро?ды?шеоб?р?а?зо?в?а?н?ие и ис?к?л?юч?ает во?з?мо?ж?ност?ь з?а?г?р?я?з?не?н?и?я. Р?а?з?ме?р н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?к?и?х ч?аст?и?ц у?ме?н?ь?ш?аетс?я с росто?м п?лот?ност?и мо?щ?ност?и л?а?зе?р?но?го и?з?луче?н?и?я б?л?а?го?д?а?р?я по?вы?ше?н?и?ю те?м?пе?р?ату?ры и с?ко?рост?и н?а?г?ре?в?а г?а?зо?в-?ре?а?ге?нто?в. 
      Г?л?а?в?ны?м и ос?но?в?ны?м п?ре?и?му?щест?во?м д?а?н?ны?х мето?до?в я?в?л?яетс?я ш?и?ро?к?ий выбо?р «?ц?вето?в» , по?луч?ае?мы?х КТ. Т?а?к же сто?ит у?по?м?я?нут?ь о то?м, что к?в?а?нто?вые вы?хо?ды де?мо?нст?р?и?руе?мые н?а?ноч?аст?и?ц?а?м?и, по?луче?н?ны?м?и д?а?н?ны?м?и мето?д?а?м?и дост?и?г?а?ют 70%, что я?в?л?яетс?я до?во?л?ь?но бо?л?ь?ш?и?м з?н?аче?н?ие?м, и в нес?ко?л?ь?ко р?а?з вы?ше, че?м к?в?а?нто?вые вы?хо?ды КНЧ, по?луче?н?ны?х в ре?зу?л?ьт?ате ж?и?д?коф?а?з?ны?х п?ро?цессо?в. 
      Г?л?а?в?ные не?дост?ат?к?и п?л?а?з?мо?х?и?м?ичес?ко?го высо?коте?м?пе?р?ату?р?но?го с?и?нте?з?а н?а?но?к?ре?м?н?и?я - это ш?и?ро?кое р?ас?п?ре?де?ле?н?ие ч?аст?и?ц по р?а?з?ме?р?а?м, и вс?ле?дст?в?ие это?го н?а?л?ич?ие до?во?л?ь?но к?ру?п?ны?х ч?аст?и?ц, а т?а?к?же высо?кое со?де?р?ж?а?н?ие п?р?и?месеи? в по?луче?н?но?м н?а?но?ко?м?по?з?ите. 
      
     1.3 Х?и?м?ичес?к?ие мето?ды с?и?нте?з?а

      1.3.1. Н?а?но?к?ре?м?н?ий, по?луче?н?ный и?з мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я
       Мо?ноо?кс?и?д к?ре?м?н?и?я SiO устои?ч?и?в в г?а?зооб?р?а?з?но?м состо?я?н?и?и вы?ше 1000 °С. П?р?и быст?ро?м о?х?л?а?ж?де?н?и?и о?н ко?н?де?нс?и?руетс?я в а?мо?рф?ныи? п?ро?ду?кт с?вет?ло-?ко?р?ич?не?во?го ц?вет?а. П?р?и ст?а?ре?н?и?и и от?ж?и?г?а?х р?ас?п?а?д?аетс?я н?а SiO2 и к?л?асте?ры к?ре?м?н?и?я, со?де?р?ж?а?щ?ие до 1020 с?м-3 п?а?р?а?м?а?г?н?ит?ны?х це?нт?ро?в. Т?а?к?и?м об?р?а?зо?м, с?и?нте?з н?а?но?к?ре?м?н?и?я ос?но?в?а?н н?а ре?а?к?ц?и?и д?ис?п?ро?по?р?ц?ио?н?и?ро?в?а?н?и?я мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я п?р?и н?а?г?ре?в?а?н?и?и: 
      
       SiOx ? SiO2 + Si (x?1)                                                                                                  (1) 
      
       В п?ро?цессе с?и?нте?з?а п?ро?ду?кт ре?а?к?ц?и?и по?д?ве?р?г?аетс?я (?к?а?к о?д?и?н и?з в?а?р?и?а?нто?в) т?р?а?в?ле?н?и?ю в ко?н?це?нт?р?и?ро?в?а?н?нои? фто?р?исто?во?до?ро?д?нои? к?ис?лоте д?л?я у?д?а?ле?н?и?я SiO2, об?р?а?зу?ю?ще?гос?я п?р?и н?а?г?ре?в?а?н?и?и SiOx. По о?ко?нч?а?н?и?и п?ро?цесс?а т?р?а?в?ле?н?и?я, н?а?но?к?р?ист?а?л?ичес?к?ий Si п?ро?мы?в?а?ют мет?а?но?ло?м и д?ист?и?л?л?и?ро?в?а?н?нои? во?дои? д?л?я п?ре?к?р?а?ще?н?и?я п?ро?цесс?а т?р?а?в?ле?н?и?я и у?д?а?ле?н?и?я HF. То?н?к?ие с?ве?же?п?р?и?гото?в?ле?н?ные с?ло?и SiO я?в?л?я?ютс?я с?а?мосто?яте?л?ь?нои? ф?а?зои?. О?н?а ст?аб?и?л?ь?н?а до 300 °С. В и?нте?р?в?а?ле те?м?пе?р?ату?р 400–800 °С об?р?а?зу?ютс?я к?л?асте?ры а?мо?рф?но?го к?ре?м?н?и?я, а в п?ре?де?л?а?х 800–900 °С н?ач?и?н?аетс?я к?р?ист?а?л?л?и?з?а?ц?и?я к?ре?м?н?и?я. С росто?м те?м?пе?р?ату?ры от?ж?и?г?а 1000–1100 °С р?астут р?а?з?ме?ры н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го Si. С по?ве?р?х?ност?ь?ю н?а?ноч?аст?и?ц к?ре?м?н?и?я со?п?р?и?к?ас?а?ютс?я к?а?к SiO, т?а?к и SiO2 [18]. 
      От?ж?и?г SiOx п?р?и 500–900 °С, к?а?к в р?аботе [19] д?ает к?л?асте?ры а?мо?рф?но?го к?ре?м?н?и?я в SiO2, а п?р?и 1000 °С — н?а?но?к?ре?м?н?ий с не?кото?рои? до?леи? а?мо?рф?но?го к?ре?м?н?и?я. И?нте?нс?и?в?ност?ь ФЛ, ис?хо?д?я?щеи? от к?л?асте?ро?в а?мо?рф?но?го к?ре?м?н?и?я в SiO2, в об?р?а?з?ц?а?х, ото?ж?же?н?ны?х п?р?и 700 °С, в 5–10 р?а?з вы?ше, че?м в об?р?а?з?ц?а?х, ото?ж?же?н?ны?х п?р?и 1000 °С и со?де?р?ж?а?щ?и?х НЧ-Si. Н?ач?а?л?ь?н?а?я ст?а?д?и?я фо?р?м?и?ро?в?а?н?и?я к?л?асте?ро?в к?ре?м?н?и?я в SiOx (x < 2) исс?ле?до?в?а?н?а в р?аботе [20]. 
      А?вто?р?а?м?и [21] и?зуче?но в?л?и?я?н?ие те?м?пе?р?ату?ры от?ж?и?г?а в д?и?а?п?а?зо?не от 25 °С до 950 °С н?а о?пт?ичес?к?ие с?вои?ст?в?а н?а?но?к?ре?м?н?и?я, по?луче?н?но?го и?з мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я. Бы?ло об?н?а?ру?же?но, что ч?аст?и?цы н?к-Si с?пособ?ны ф?луо?рес?ц?и?ро?в?ат?ь в с?пе?кт?р?а?л?ь?но?м и?нте?р?в?а?ле от 790 н?м до 900 н?м. 
      Н?а?ноч?аст?и?цы т?и?п?а я?д?ро-обо?лоч?к?а Si/SiOx (?н?к-Si/SiOx), об?л?а?д?а?ю?щ?ие я?р?кои? фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?иеи? в к?р?ас?нои? и и?нф?р?а?к?р?ас?нои? об?л?аст?я?х с?пе?кт?р?а, мо?ж?но по?луч?ит?ь [22] т?ре?хст?а?д?ии??ны?м с?и?нте?зо?м н?а ос?но?ве те?р?м?ичес?ко?го д?ис?п?ро?по?р?ц?ио?н?и?ро?в?а?н?и?я м?и?к?ро?д?ис?пе?рс?ии? SiO. А?н?а?л?и?з ст?ру?кту?ры и с?пе?кт?р?а?л?ь?ны?х с?вои?ст?в м?ате?р?и?а?л?а осу?щест?в?л?я?лс?я н?а все?х ст?а?д?и?я?х п?ро?цесс?а (?н?ач?и?н?а?я от ис?хо?д?ны?х м?и?к?роч?аст?и?ц SiO и до н?аноч?аст?и?ц Si/SiOx) р?а?з?л?ич?ны?м?и мето?д?а?м?и: с?пе?кт?рос?ко?п?и?я ко?мб?и?н?а?ц?ио?н?но?го р?ассе?я?н?и?я с?вет?а, фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?я и ЭПР, э?ле?кт?ро?н?н?а?я м?и?к?рос?ко?п?и?я, ре?нт?ге?но?вс?к?а?я фотоэ?ле?кт?ро?н?н?а?я с?пе?кт?рос?ко?п?и?я. 
       В?л?и?я?н?ие те?м?пе?р?ату?ры с?и?нте?з?а НЧ-Si и?з мо?ноо?кс?и?д?а н?а о?пт?ичес?к?ие с?вои?ст?в?а н?а?но?к?ре?м?н?и?я дет?а?л?ь?но исс?ле?до?в?а?лос?ь в р?абот?а?х До?рофее?в?а. Т?а?к в [23] р?а?з?в?ит?а мето?д?и?к?а по?луче?н?и?я н?к-Si и?з по?ро?ш?ко?в SiO п?р?и те?м?пе?р?ату?р?а?х от 25 °С до 950 °С и пос?ле?ду?ю?ще?го г?и?д?рос?и?л?и?л?и?ро?в?а?н?и?я по?ве?р?х?ност?и н?а?ноч?аст?и?ц в тече?н?ие менее, чем 10 м?и?нут. Вы?хо?д н?а?ноч?аст?и?ц, с?пособ?ны?х к я?р?кои? фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и в к?р?ас?нои? об?л?аст?и с?пе?кт?р?а, ре?а?л?и?зо?в?а?н?ныи? п?р?и ис?по?л?ь?зо?в?а?н?и?и этои? мето?д?и?к?и, сост?а?в?л?я?л ? 16 % от тео?рет?ичес?ко?го. Фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?я н?а?ноч?аст?и?ц я?в?л?яетс?я ст?аб?и?л?ь?нои? в тече?н?ие д?л?ите?л?ь?но?го в?ре?ме?н?и с мо?ме?нт?а г?и?д?рос?и?л?и?л?и?ро?в?а?н?и?я и?х по?ве?р?х?ност?и. Мето?до?м те?р?мо?г?р?а?в?и?мет?р?и?и и д?иффе?ре?н?ц?и?а?л?ь?нои? с?к?а?н?и?ру?ю?щеи? к?а?ло?р?и?мет?р?и?и уст?а?но?в?ле?н?а устои?ч?и?вост?ь ч?аст?и?ц в ат?мосфе?ре во?з?ду?х?а до 220 °С. Д?а?н?ные ПЭМ с?в?и?дете?л?ьст?ву?ют о то?м, что я?д?р?а по?луче?н?ны?х н?а?ноч?аст?и?ц состо?ят и?з к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го к?ре?м?н?и?я, м?а?кс?и?м?а?л?ь?ныи? р?а?з?ме?р кото?ры?х не п?ре?вы?ш?ает 5 н?м. Мето?до?м а?н?а?л?и?з?а м?а?лоу?г?ло?во?го р?ассе?я?н?и?я ре?нт?ге?но?вс?к?и?х лучеи? о?п?ре?де?ле?ны фу?н?к?ц?и?и п?лот?ност?и р?ас?п?ре?де?ле?н?и?я по р?а?з?ме?р?а?м ч?аст?и?ц, с?и?нте?з?и?ро?в?а?н?ны?х п?р?и н?а?г?ре?в?а?н?и?и мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я до 950 °С. П?ре?д?ло?же?н?ныи? мето?д мо?жет быт?ь ис?по?л?ь?зо?в?а?н д?л?я по?луче?н?и?я н?к-Si, об?л?а?д?а?ю?ще?го я?р?кои? устои?ч?и?вои? л?ю?м?и?нес?це?н?ц?иеи? в м?ассо?вы?х ко?л?ичест?в?а?х. 
       Н?а?но?к?р?ист?а?л?лы к?ре?м?н?и?я (?н?к-Si) бы?л?и с?и?нте?з?и?ро?в?а?ны [24] и?з по?ро?ш?к?а мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я SiO, п?ре?д?в?а?р?ите?л?ь?но и?з?ме?л?ьче?н?но?го до р?а?з?ме?ро?в ч?аст?и?ц ?100 м?к?м. И?з?ме?л?ьче?н?ныи? по?ро?шо?к SiO в ко?ру?н?до?во?м т?и?г?ле с к?ры?ш?кои? по?д?ве?р?г?а?лс?я н?а?г?ре?ву от ко?м?н?ат?нои? те?м?пе?р?ату?ры до 950 °С в во?з?ду?ш?нои? ат?мосфе?ре в тече?н?ие 2–4 ч?асо?в. П?р?и это?м п?ро?ис?хо?д?ит п?ро?цесс д?ис?п?ро?по?р?ц?ио?н?и?ро?в?а?н?и?я мо?ноо?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я: 
      
      2SiO?SiO2+ Si                                                                                                                (2)
      
      З?ате?м п?ро?ду?кты ре?а?к?ц?и?и в тече?н?ие 20 м?и?нут по?д?ве?р?г?а?л?и т?р?а?в?ле?н?и?ю в ко?н?це?нт?р?и?ро?в?а?н?нои? п?л?а?в?и?ко?вои? к?ис?лоте (HF, 49 м?асс.%) д?л?я то?го, чтобы у?д?а?л?ит?ь SiO2, об?р?а?зо?в?а?в?ш?ии?с?я п?р?и н?а?г?ре?ве ис?хо?д?но?го по?ро?ш?к?а. В ко?н?це п?ро?цесс?а т?р?а?в?ле?н?и?я об?р?а?зо?в?а?в?ш?иес?я н?а?ноч?аст?и?цы к?ре?м?н?и?я п?ро?мы?в?а?л?и д?ист?и?л?л?и?ро?в?а?н?нои? во?дои? д?л?я ост?а?но?в?к?и т?р?а?в?ле?н?и?я и у?д?а?ле?н?и?я и?з р?аст?во?р?а HF. З?ате?м п?ро?мы?в?а?л?и мет?а?но?ло?м д?л?я у?д?а?ле?н?и?я во?ды и ге?кс?а?но?м д?л?я у?д?а?ле?н?и?я мет?а?но?л?а. По?луче?н?ные ч?аст?и?цы НЧ-Si г?и?д?рофоб?ны, пос?ко?л?ь?ку и?х по?ве?р?х?ност?ь п?асс?и?в?и?ро?в?а?н?а ато?м?а?м?и во?до?ро?д?а. 
      Г?и?д?рос?и?л?и?л?и?ро?в?а?н?ие по?ве?р?х?ност?и н?к-Si п?р?и?во?д?ит к су?щест?ве?н?но?му у?ве?л?иче?н?и?ю и?нте?нс?и?в?ност?и фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и. В р?аботе [25] ус?и?ле?н?ие ФЛ с?в?я?зы?в?а?ют с эффе?кт?и?в?ны?м э?л?и?м?и?н?и?ро?в?а?н?ие?м бе?зы?з?луч?ате?л?ь?ны?х дефе?кто?в с по?ве?р?х?ност?и н?а?ноч?аст?и?ц к?ре?м?н?и?я п?р?и а?л?к?и?л?и?ро?в?а?н?и?и н?а?но?к?ре?м?н?и?я. 
      
      1.3.2. Восст?а?но?в?ле?н?ие д?ио?кс?и?д?а к?ре?м?н?и?я с?и?л?и?ц?и?до?м м?а?г?н?и?я
      
      В р?аботе [26] п?ре?д?ло?же?н но?выи? с?пособ с?и?нте?з?а н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го к?ре?м?н?и?я, об?л?а?д?а?ю?ще?го я?р?кои? устои?ч?и?вои? фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?иеи? в с?и?не-?зе?ле?нои? об?л?аст?и с?пе?кт?р?а. Н?а?но?к?р?ист?а?л?лы к?ре?м?н?и?я бы?л?и с?и?нте?з?и?ро?в?а?ны и?з по?ро?ш?к?а с?и?л?и?ц?и?д?а м?а?г?н?и?я, Mg2Si, п?ре?д?в?а?р?ите?л?ь?но и?з?ме?л?ьче?н?но?го до р?а?з?ме?ро?в ч?аст?и?ц ? 100 м?к?м, и аэ?рос?и?л?а АС-200. У?к?а?з?а?н?ныи? ре?зу?л?ьт?ат дост?и?г?аетс?я з?а счет то?го, что ис?по?л?ь?зуетс?я с?ле?ду?ю?щ?а?я ре?а?к?ц?и?я с?пе?к?а?н?и?я п?р?и те?м?пе?р?ату?ре ~800 K то?н?ко?и?з?ме?л?ьче?н?но?го с?и?л?и?ц?и?д?а м?а?г?н?и?я и аэ?рос?и?л?а АС- 200 д?л?я по?луче?н?и?я н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го к?ре?м?н?и?я: 
      
      Mg2Si+SiO2 ? 2Si + 2MgO                                                                                           (3)
       
      С пос?ле?ду?ю?щ?и?м р?аст?во?ре?н?ие?м и вы?мы?в?а?н?ие?м о?кс?и?д?а м?а?г?н?и?я в по?д?к?ис?ле?н?но?м во?д?но?м р?аст?во?ре. Об?р?а?зо?в?а?н?ие н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го к?ре?м?н?и?я п?ро?ис?хо?д?ит в то?л?ще к?р?ист?а?л?ло?в, об?р?а?зу?ю?щ?и?хс?я п?р?и с?пе?к?а?н?и?и с?и?л?и?ц?и?д?а м?а?г?н?и?я и аэ?рос?и?л?а, а?н?а?ло?г?ич?но р?ас?п?а?ду т?ве?р?ды?х р?аст?во?ро?в, что эффе?кт?и?в?но з?а?щ?и?щ?ает н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?к?ии? к?ре?м?н?ии? от о?к?ис?ле?н?и?я во?з?ду?хо?м. С?р?а?зу пос?ле от?ж?и?г?а мо?ж?но н?аб?л?ю?д?ат?ь л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?ю по?луче?н?но?го н?а?но?к?ре?м?н?и?я п?р?и во?з?деи?ст?в?и?и УФ-?и?з?луче?н?и?я. Д?л?я ст?аб?и?л?и?з?а?ц?и?и по?ве?р?х?ност?и н?а?но?к?р?ист?а?л?ло?в к?ре?м?н?и?я ото?ж?же?н?ну?ю с?мес?ь в теф?ло?но?во?м ст?а?к?а?не з?а?л?и?в?а?ют ко?н?це?нт?р?и?ро?в?а?н?нои? п?л?а?в?и?ко?вои? к?ис?лотои?, с?ле?г?к?а по?до?г?ре?в?а?ют и по?ме?щ?а?ют в у?л?ьт?р?а?з?ву?ко?ву?ю в?а?н?ну д?л?я и?нте?нс?иф?и?к?а?ц?и?и т?р?а?в?ле?н?и?я. Пос?ле р?аст?во?ре?н?и?я побоч?ны?х п?ро?ду?кто?в п?р?и 313 K т?ве?р?дые ч?аст?и?цы ос?а?ж?д?а?ют це?нт?р?ифу?г?и?ро?в?а?н?ие?м и п?ро?мы?в?а?ют 2 р?а?з?а эт?а?но?ло?м и 1 р?а?з то?луо?ло?м. По?луче?н?ныи? л?ю?м?и?нес?ц?и?ру?ю?щ?ии? ос?а?до?к в?з?муч?и?в?а?ют в то?луо?ле и пе?ре?нос?ят в к?в?а?р?це?ву?ю п?роб?и?р?ку, со?де?р?ж?а?щу?ю о?кт?а?де?це?н. П?роб?и?р?ку н?а?г?ре?в?а?л?и до 473 K д?л?я по?л?но?го ис?п?а?ре?н?и?я то?луо?л?а. К?и?пе?н?ие 1-о?кт?а?де?це?н?а обес?печ?и?в?а?ло и?нте?нс?и?в?ное пе?ре?ме?ш?и?в?а?н?ие пе?р?во?н?ач?а?л?ь?но не?р?аст?во?р?и?мы?х ч?аст?и?ц, е?ще р?а?з в?з?муч?и?в?а?л?и в у?л?ьт?р?а?з?ву?ко?вои? в?а?н?не и быст?ро н?а?г?ре?в?а?л?и до те?м?пе?р?ату?ры к?и?пе?н?и?я о?кт?а?де?це?н?а (~650 K). П?р?и это?м в тече?н?ие 30 c н?аб?л?ю?д?а?лос?ь поте?м?не?н?ие в?з?вес?и и з?н?ач?ите?л?ь?ное ус?и?ле?н?ие я?р?кост?и л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и. С?мес?ь к?и?п?ят?и?л?и в тече?н?ие 5 м?и?н. Пос?ле о?х?л?а?ж?де?н?и?я р?а?зб?а?в?л?я?л?и х?ло?рофо?р?мо?м д?л?я у?ме?н?ь?ше?н?и?я в?я?з?кост?и и от?де?л?я?л?и ос?а?до?к це?нт?р?ифу?г?и?ро?в?а?н?ие?м. Н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?к?ии? к?ре?м?н?ии? оч?и?щ?а?л?и ос?а?ж?де?н?ие?м эт?а?но?ло?м и р?аст?во?ре?н?ие?м в т?р?и?х?ло?р?мет?а?не. Ос?но?ву н?а?но?ко?л?ло?и?д?но?го р?аст?во?р?а сост?а?в?л?я?ют н?а?ноч?аст?и?цы к?ре?м?н?и?я. 
      По?луче?н?н?а?я п?р?и ко?а?гу?л?я?ц?и?и ко?л?ло?и?д?но?го р?аст?во?р?а к?ре?м?н?ие?в?а?я н?а?но?пу?д?р?а в з?а?в?ис?и?мост?и от ре?ж?и?мо?в ре?а?к?ц?и?и мо?жет состо?ят?ь и?з ч?аст?и?ц с р?а?з?ме?ро?м до нес?ко?л?ь?к?и?х н?а?но?мет?ро?в в д?и?а?мет?ре. Н?а?ноч?аст?и?цы к?ре?м?н?и?я с р?а?з?ме?ро?м ме?нее 7 н?м и?ме?ют и?нте?нс?и?в?ну?ю собст?ве?н?ну?ю л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?ю в о?р?а?н?же?во-?к?р?ас?нои? об?л?аст?и, п?р?иче?м по?ло?же?н?ие п?и?к?а л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и з?а?в?ис?ит от р?а?з?ме?р?а ч?аст?и?цы. Г?и?д?рос?и?л?и?л?и?ро?в?а?н?ие по?ве?р?х?ност?и н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?ко?го Si о?п?ят?ь же п?р?и?во?д?ит к су?щест?ве?н?но?му у?ве?л?иче?н?и?ю и?нте?нс?и?в?ност?и фото?л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и. 
      
      1.3.3. С?и?нте?зы н?а?но?к?ре?м?н?и?я в р?аст?во?р?а?х
      
      Обыч?но с?и?нте?з?и?ру?ют н?к-Si, ис?хо?д?я л?ибо и?з г?а?ло?ге?н?и?до?в к?ре?м?н?и?я, л?ибо со?леи? Ц?и?нт?л?я, со?де?р?ж?а?щ?и?х к?ре?м?н?ии?. С?и?нте?з НЧ-Si и?з со?леи? Ц?и?нт?л?я оче?н?ь хо?ро?ш д?л?я по?луче?н?и?я до?п?и?ро?в?а?н?ны?х об?р?а?з?цо?в н?к-Si [27]. Н?а?п?р?и?ме?р, мо?ж?но по?луч?ит?ь н?к-Si, до?п?и?ро?в?а?н?ныи? м?а?р?г?а?н?це?м. Этот об?р?а?зе?ц об?л?а?д?ает м?а?г?н?ит?ны?м?и с?вои?ст?в?а?м?и, п?р?ису?щ?и?м?и сое?д?и?не?н?и?я?м м?а?р?г?а?н?ц?а, и ФЛ, х?а?р?а?кте?р?нои? д?л?я н?к-Si: 
      
      NaSi1?xMnx + NH4Br ? Si1?xMn?H + NH3 + NaBr                                                 (4)
       
      До?к?а?з?а?но, что 5% Mn в?хо?д?ит в сост?а?в н?к-Si. Н?а?но?к?ре?м?н?ии? с ч?аст?и?ц?а?м?и д?и?а?мет?ро?м 30– 500 н?м по?луче?ны [28] э?к?зоте?р?м?ичес?кои? с?а?мо?по?д?де?р?ж?и?в?а?ю?щеи?с?я ре?а?к?ц?иеи? с?и?л?и?ц?и?до?в м?а?г?н?и?я и?л?и к?а?л?ь?ц?и?я с SiI4, и?н?и?ц?и?и?руе?мои? к?а?п?леи? с?п?и?рт?а. С?мес?ь с?а?мо?вос?п?л?а?ме?н?яетс?я н?а во?з?ду?хе и?з-?з?а вы?де?ле?н?и?я и с?а?мо?во?з?го?р?а?н?и?я с?и?л?а?н?а.  Со?г?л?ас?но ПЭМ , д?и?а?мет?р н?к-Si р?а?ве?н в с?ре?д?не?м 3,9 ± 1,3 н?м. С?пе?кт?ры ФЛ (?в п?р?исутст?в?ие ПАВ?а) и?ме?ют по?лосы н?а д?л?и?не во?л?ны ?? 435 н?м .
       Со?л?и Ц?и?нт?л?я мо?гут ре?а?г?и?ро?в?ат?ь с SiCl4, д?а?в?а?я н?к-Si. И?нте?нс?и?в?ност?ь л?ю?м?и?нес?це?н?ц?и?и , в д?а?н?но?м с?луч?ае, убы?в?ает п?р?и во?збу?ж?де?н?и?и с?вето?м с д?л?и?н?а?м?и во?л?н 280, 300, 320, 340 н?м, п?р?иче?м о?д?но?в?ре?ме?н?но м?а?кс?и?му?м по?лосы ФЛ с?д?в?и?г?аетс?я в к?р?ас?ну?ю сто?ро?ну: 330, 350, 365, 375 н?м соот?ветст?ве?н?но. Это по?з?во?л?яет п?ре?д?по?ло?ж?ит?ь, что и?з?луче?н?ие ис?хо?д?ит от дефе?кто?в SiO2. 
      Со?л?и Ц?и?нт?л?я ис?хо?д?но?го сост?а?в?а Na4Si4, Rb7NaSi8 и A12Si17 (A= K, Rb, Cs), бы?л?и ис?по?л?ь?зо?в?а?ны [29] в к?ачест?ве п?ре?ку?рсо?ро?в д?л?я с?и?нте?з?а н?а?ноч?аст?и?ц к?ре?м?н?и?я (?н?к-Si). 
      А?вто?р?а?м?и д?а?н?а х?а?р?а?кте?р?ист?и?к?а мето?д?а и вы?по?л?не?но с?р?а?не?н?ие вы?хо?до?в н?к-Si, с?и?нте?з?и?ро?в?а?н?ны?х и?з Na4Si4, Rb7NaSi8 и A12Si17 (A= K, Rb, Cs). Со?л?и Ц?и?нт?л?я Na4Si4 и Rb7NaSi8 состо?ят и?з а?н?ио?н?ны?х тет?р?аэ?д?ро?в к?ре?м?н?и?я, ст?аб?и?л?и?з?и?ро?в?а?н?ны?х к?ат?ио?н?а?м?и. П?ре?д?по?л?а?г?а?лос?ь, что со?л?и Ц?и?нт?л?я т?и?п?а A12Si17 (А= K, Rb, Cs), кото?рые со?де?р?ж?ат [Si9]4- и [Si4] 4-  к?л?асте?ры, я?в?л?я?ютс?я бо?лее р?аст?во?р?и?мы?м?и и?з-?з?а н?и?з?кои? п?лот?ност?и з?а?р?я?д?а [Si9] 4-  к?л?асте?р?а, че?м со?л?и Ц?и?нт?л?я т?и?п?а A4Si4 (А = Na, Rb, Cs), кото?рые со?де?р?ж?ат то?л?ь?ко [Si4] 4-  к?л?асте?ры. Со?л?и Ц?и?нт?л?я по?д?ве?р?г?а?ют в?з?а?и?мо?деи?ст?в?и?ю с NH4Br в д?и?мет?и?лфо?р?м?а?м?и?де (ДМФ), а з?ате?м ст?аб?и?л?и?з?и?ру?ют а?л?л?и?л?а?м?и?но?м. По?луче?н?ные н?к-Si х?а?р?а?кте?р?и?зо?в?а?л?ис?ь с по?мо?щ?ь?ю ПЭМ, EDX, с?пе?кт?рос?ко?п?и?и в у?л?ьт?р?аф?и?ло?лето?вои? и в?и?д?и?мои? об?л?аст?я?х с?пе?кт?р?а (УФ - в?и?д) и ФЛ с?пе?кт?рофото?мет?р?и?и. К?ро?ме то?го, со?де?р?ж?а?н?ие Si х?а?р?а?кте?р?и?зо?в?а?лос?ь м?асс- с?пе?кт?ро?мет?р?иеи? и?н?ду?кт?и?в?но-с?в?я?з?а?н?нои? п?л?а?з?мы (ICP-MS), чтобы о?це?н?ит?ь, п?р?и?ве?л?а л?и ре?а?к?ц?и?я со?л?и Ц?и?нт?л?я, со?де?р?ж?а?щеи? к?л?асте?р [Si9]4-, к по?вы?ше?н?и?ю вы?хо?д?а н?к-Si. У?ве?л?иче?н?ие вы?хо?д?а н?к-Si с росто?м со?де?р?ж?а?н?и?я ще?лоч?ны?х мет?а?л?ло?в и?л?и и?х с?ме?ш?а?н?ны?х ф?а?з в со?л?я?х Ц?и?нт?л?я с?в?и?дете?л?ьст?вует, что ку?ло?но?вс?кое в?з?а?и?мо?деи?ст?в?ие ме?ж?ду к?ат?ио?н?а?м?и и а?н?ио?но?м?и в?л?и?яет н?а ре?а?к?ц?ио?н?ну?ю с?пособ?ност?ь со?леи? Ц?и?нт?л?я. Р?а?з?ме?р н?а?ноч?аст?и?ц Si т?а?к?же у?ве?л?ич?и?лс?я с росто?м со?де?р?ж?а?н?и?я ще?лоч?ны?х мет?а?л?ло?в и?л?и и?х с?ме?ш?а?н?ны?х к?ат?ио?но?в в со?л?я?х Ц?и?нт?л?я. П?р?и с?и?нте?зе по?луч?а?ютс?я а?н?а?ло?г?ич?ные ко?н?це?нт?р?а?ц?и?и н?а?ноч?аст?и?ц к?ре?м?н?и?я не?з?а?в?ис?и?мо от ис?хо?д?но?го м?ате?р?и?а?л?а. Что к?ас?аетс?я ле?г?кост?и п?ро?ве?де?н?и?я ре?а?к?ц?и?и п?р?и хо?ро?ше?м вы?хо?де н?к-Si, Na4Si4 ост?аетс?я н?а?ибо?лее по?д?хо?д?я?щ?и?м п?ре?ку?рсо?ро?м д?л?я с?и?нте?з?а в р?аст?во?ре к?ре?м?н?ие?вы?х н?а?ноч?аст?и?ц. О?д?н?а?ко, п?ре?ку?рсо?ры с бо?л?ь?ш?и?м со?де?р?ж?а?н?ие ще?лоч?но?го мет?а?л?л?а л?ибо с?ме?ш?а?н?ны?м?и ще?лоч?ны?м?и мет?а?л?л?а?м?и в к?ат?ио?не со?л?и Ц?и?нт?л?я, от?к?ры?в?а?ют но?вые пе?рс?пе?кт?и?вы р?а?з?в?ит?и?я д?а?н?но?го с?пособ?а. 
      Ре?а?к?ц?и?я с ис?по?л?ь?зо?в?а?н?ие?м м?и?к?ро?во?л?но?во?го и?з?луче?н?и?я бы?л?а ис?по?л?ь?зо?в?а?н?а [30] д?л?я по?луче?н?и?я н?а?но?к?ре?м?н?и?я, ст?аб?и?л?и?з?и?ро?в?а?н?но?го во?до?ро?до?м. Т?а?к?же, а?вто?ры [31] осу?щест?в?и?л?и с?и?нте?з во?до?р?аст?во?р?и?мы?х н?к-Si, до?п?и?ро?в?а?н?ны?х ато?м?а?м?и Fe и ст?аб?и?л?и?з?и?ро?в?а?н?ны?х а?л?л?и?л?а?м?и?н?ны?м?и р?а?д?и?к?а?л?а?м?и. Эт?и н?а?ноч?аст?и?цы мо?ж?но р?асс?м?ат?р?и?в?ат?ь в к?ачест?ве б?и?мо?д?а?л?ь?ны?х а?ге?нто?в д?л?я о?пт?ичес?ко?го и м?а?г?н?ит?но?го и?зоб?р?а?же?н?и?я. 
      В р?аботе [32] ре?а?к?ц?иеи? мет?ате?з?ис?а ме?ж?ду до?п?и?ро?в?а?н?нои? фосфо?ро?м со?л?ь?ю Ц?и?нт?л?я NaSi0.99P0.01(?п?ре?ку?рсо?р) и NH4X (X = Br, I) по?луче?н до?п?и?ро?в?а?н?ныи? фосфо?ро?м а?мо?рф?ныи? к?ре?м?н?ии? (a-Si). О?н мо?жет быт?ь ото?ж?же??н, д?а?в?а?я до?п?и?ро?в?а?н?ныи? фосфо?ро?м н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ичес?к?ии? к?ре?м?н?ии?, в?не?д?ре?н?ныи? в м?ат?р?и?цу a-Si. Ре?нт?ге?но?вс?к?а?я д?иф?р?а?к?ц?и?я по?ро?ш?к?а и ТЭМВР у?к?а?зы?в?а?ют н?а а?мо?рф?ну?ю п?р?и?ро?ду об?р?а?з?ц?а до от?ж?и?г?а и н?а н?а?но?к?р?ист?а?л?л?ич?ност?ь пос?ле от.......................