Гамма-излучение

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 12385 (2023) Цитировать эту статью

261 Доступов

Подробности о метриках

Методом восстановления гамма-излучением синтезирована гибкая нанокомпозитная пленка на основе поливинилового спирта (ПВС), наночастиц серебра и титаната кальция (CaTiO3). Исследованы температурно-зависимые структурные, оптические, электропроводность при постоянном токе, электрический модуль и диэлектрические свойства нанокомпозитной пленки ПВС/Ag/CaTiO3. Рентгенограмма подтвердила успешное приготовление нанокомпозитной пленки. Также с повышением температуры средние размеры кристаллитов наночастиц CaTiO3 и Ag уменьшаются с 19,8 до 9,7 нм и с 25 до 14,8 нм соответственно. Далее с ростом температуры оптическая запрещенная зона увеличивалась с 5,75 до 5,84 эВ. Термическая стабильность улучшена, а полупроводниковое поведение нанокомпозитной пленки ПВС/Ag/CaTiO3 подтверждается энергией термической активации ΔE со значениями в диапазоне 0,11–0,8 эВ. Кроме того, было обнаружено максимальное значение барьера Wm, равное 0,29 эВ. Нанокомпозитная пленка ПВС/Ag/CaTiO3 демонстрирует полукруглую дугу, возникающую из-за вклада границ зерен материала для всех температур. Оптические, электропроводность при постоянном токе и диэлектрические свойства нанокомпозитной пленки ПВС/Ag/CaTiO3 могут быть пригодны для гибких электронных устройств, таких как электронные чипы, оптоэлектроника и приложения для хранения энергии.

Хорошо известно, что смешивание полимеров и наноматериалов приводит к необычным молекулярным взаимодействиям, необходимым для улучшения общих свойств системы1. Полимерные нанокомпозиты привлекли большой интерес благодаря своим уникальным свойствам, позволяющим использовать их в конкретных приложениях, таких как накопление энергии и оптоэлектронные устройства. Обычно в качестве материала-хозяина для наночастиц НЧ используются полимеры. Добавление НЧ в полимерную матрицу улучшает свойства полимера, поскольку они значительно улучшают характеристики полимерных нанокомпозитов по сравнению с исходным полимером благодаря их высокому соотношению поверхности к объему2.

Поливиниловый спирт (ПВА) стал одним из наиболее эффективных и широко используемых полимерных материалов; он использовался во многих технологических приложениях, таких как герметизация фотоэлектрических устройств, датчиков, электронных покрытий для снижения шума, систем доставки лекарств, армирующих волокон в цементе и т. д. Широкий спектр применения ПВС обусловлен его замечательными свойствами, такими как: низкая стоимость, хорошая пленкообразующая способность, высокая прочность на разрыв, гибкость, отличная химическая стойкость и растворимость в воде3,4. Благодаря простоте обработки и химической стабильности ПВС широко используется для изготовления различных полимерных композитов5,6,7,8.

В последнее время значительный исследовательский интерес вызывают перовскитные материалы общей формулы ABO3. Благодаря своим разнообразным физическим свойствам, таким как структурная гибкость, регулируемая запрещенная зона, дешевизна производства, подвижность электронов и высокая термическая стабильность9, перовскитные материалы широко используются в нескольких приложениях, таких как фотоэлектрические устройства, батареи, фотодетекторы, сенсорные устройства и т. д. светоизлучающие диоды, топливные элементы и фотокатализ4. Многие предыдущие исследования выявили свойства и применение некоторых перовскитных материалов, таких как SrZrO3, SrRuO3, CaGeO3, PbTiO3, SrTiO3, BaTiO3, GdFeO3 и CaTiO310,11. Среди этих перовскитов большой интерес вызвал титанат кальция (CaTiO3) благодаря своим замечательным свойствам оптоэлектронной, сегнетоэлектрической и фотокаталитической активности12. Титанат кальция CaTiO3 — полупроводник n-типа13 со структурой перовскита; он обладает превосходными характеристиками, такими как содержание земли и нетоксичность составляющих его элементов, экономичность, высокая диэлектрическая проницаемость, простота синтеза и высокая химическая стабильность14. Сообщается о нескольких методах получения CaTiO3, таких как твердофазная реакция15, совместное осаждение16, механохимическое измельчение, золь-гель17 и гидротермальный процесс18.