I roto i tenei rangahau, i tirotirohia e matou nga matūriki Cu/Ni i whakahiatohia i roto i nga puna moroiti i te wa e noho tahi ana e te RF sputtering me te RF-PECVD, me te resonance plasmon mata o te rohe mo te kite i te hau CO ma te whakamahi i nga matūriki Cu/Ni.Morphology of matūriki.I akohia te ahua o te mata ma te wetewete i nga micrographs kaha ngota 3D ma te whakamahi i te tukatuka atahanga me nga tikanga wetewete weriweri/multifractal.I mahia te wetewete tatauranga ma te whakamahi i te rorohiko MountainsMap® Premium me te tātaritanga-rua o te rereketanga (ANOVA) me te whakamatautau rereketanga iti rawa.Ko nga hanganga nano mata he tohatoha motuhake o te rohe me te ao.Ko te whakamätautau me te whakatairite a Rutherford backscattering spectra i whakapumau i te kounga o nga nanoparticles.Ko nga tauira katahi ano ka rerihia ki roto i te tumere hauhauha, ka tirotirohia te whakamahi hei pukoro hau ma te whakamahi i te tikanga o te resonance plasmon mata.Ko te taapiri o te paparanga nickel ki runga o te paparanga parahi i kitea nga hua whakamere i runga i te ahua o te ahua me te kitenga hau.He ahurei i tenei mara te whakakotahitanga o te tātaritanga tiwharawhara matatau o te ahua o te mata kiriata angiangi me Rutherford backscattering spectroscopy and spectroscopic analysis.
Ko te parahanga o te hau i roto i nga tau tekau kua hipa, ina koa na te tere o te ahumahi, i akiaki nga kairangahau ki te ako atu mo te hiranga o te kimi hau.Ko nga nanoparticles konganuku (NPs) kua whakaatuhia he taonga whaihua mo nga puoro hau1,2,3,4 ahakoa ka whakatauritehia ki nga kiriata whakarewa angiangi e kaha ana ki te resonance plasmon mata (LSPR), he matū e pa ana ki te kaha me te iti o te hiko hiko. mara5,6,7,8.Hei whakarewa utu iti, iti-paitini, me te maha o nga mea whakawhiti, ka kiia te parahi he mea nui e nga kaiputaiao me te ahumahi, ina koa nga kaihanga puoro9.I tetahi atu taha, he pai ake te mahi a nga kaiwhakatuka whakarewa nickel whakawhiti i era atu whakakorikori10.Ko te whakamahinga rongonui o Cu / Ni i te nanoscale ka nui ake te mea nui, ina koa kaore o raatau hanganga e rereke i muri i te fusion11,12.
Ahakoa ko nga nanoparticles whakarewa me o ratou hononga ki te reo dielectric e whakaatu ana i nga huringa nui i roto i nga resonances plasmon mata o te rohe, na reira i whakamahia hei poraka hanga mo te rapu hau13.Ina huri te awhiowhiotanga, ko te tikanga ka taea e nga mea e toru o te roangaru resonant me/ranei te kaha o te tihi teitei me te/ranei te FWHM te huri i te 1, 2, 3, 4. I runga i nga papanga nanostructured, e hono tika ana ki te rahi o te matūriki, te mata rohe. Ko te resonance plasmon i roto i nga nanoparticles, kaua i roto i nga kiriata kikokore, he take whai hua mo te tautuhi i te absorption ngota14, pera ano i tohuhia e Ruiz et al.i whakaatu i te hononga i waenga i nga matūriki pai me te whai huatanga o te kitenga15.
Mo te kitenga mata o te hau CO, etahi rauemi hiato penei AuCo3O416, Au-CuO17 me Au-YSZ18 kua korerohia i roto i nga tuhinga.Ka taea e tatou te whakaaro ko te koura he whakarewa rangatira kua whakahiatohia me nga waikura whakarewa hei kite i nga ngota ngota hau e whakahiato matū ki runga i te mata o te hiato, engari ko te raru nui ki nga pukoro ko to ratou tauhohenga i te pāmahana rūma, ka kore e uru.
I roto i nga tekau tau kua pahure ake nei, kua whakamahia te moroiti kaha ngota (AFM) hei tikanga matatau ki te whakaatu i te micromorphology mata toru-ahu i te teitei nanoscale resolution19,20,21,22.I tua atu, ko te tiwharewha, te wetewetetanga fractal/multifractal23,24,25,26, te kaha spectral density (PSD)27 me nga mahi Minkowski28 he taputapu hou mo te tohu i te ahua o te mata o nga kiriata kikokore.
I roto i tenei rangahau, i runga i te whakaurunga o te resonance plasmon mata (LSPR), ko nga tohu acetylene (C2H2) Cu/Ni NP i whakatakotoria ki te pāmahana rūma hei whakamahi hei pūoko hau CO.I whakamahia a Rutherford backscatter spectroscopy (RBS) ki te wetewete i te titonga me te morphology mai i nga whakaahua AFM, a, i tukatukahia nga mapi topographic 3D ma te whakamahi i te rorohiko MountainsMap® Premium ki te ako isotropy mata me nga tawhā micromorphological katoa o te microtextures mata.I tetahi atu taha, ka whakaatuhia nga hua putaiao hou ka taea te whakamahi ki nga tukanga ahumahi me te tino aro nui ki nga tono mo te kimi hau matū (CO).Ko nga tuhinga e whakaatu ana mo te wa tuatahi te whakahiatotanga, te ahuatanga me te whakamahinga o tenei nanoparticle.
He kiriata angiangi o Cu/Ni nanoparticles i whakaritea e te RF sputtering me te RF-PECVD tahi-deposition me te 13.56 MHz mana hiko.Ko te tikanga i runga i te reactor me nga electrodes e rua o nga mea rereke me nga rahi.Ko te mea iti he konganuku hei hiko hiko, a ko te mea nui he mea whakatuu i roto i te ruuma kowiri tira i te tawhiti o te 5 cm mai i a raatau.Whakanohoia te Tïpako SiO 2 me te whainga Cu ki roto i te ruma, katahi ka whakatahia te ruma ki te 103 N/m 2 hei pehanga turanga i te pāmahana rūma, whakauruhia te hau acetylene ki roto i te ruma, katahi ka pehia ki te pehanga ambient.E rua nga take matua mo te whakamahi hau acetylene i roto i tenei taahiraa: tuatahi, ka mahi hei hau kawe mo te hanga plasma, tuarua, mo te whakarite i nga matūriki nano i roto i nga rahinga waro.I whakahaerehia te tukanga waipara mo te 30 meneti i te pehanga hau tuatahi me te mana RF o 3.5 N/m2 me te 80 W, ia.Na ka pakaru te korehau me te huri i te whaainga ki a Ni.I tukuruatia te tukanga waipara i te pehanga hau tuatahi me te mana RF o 2.5 N/m2 me te 150 W.Ka mutu, ko te konupora me te nickel nanoparticles ka waiho ki roto i te hau acetylene ka hanga i te konukura/nickel nanostructures.Tirohia te Ripanga 1 mo te whakarite tauira me nga tohu tohu.
Ko nga whakaahua 3D o nga tauira hou kua rite i tuhia i roto i te waahanga 1 μm × 1 μm tapawha matawai ma te whakamahi i te nanometer multimode atomic force microscope (Digital Instruments, Santa Barbara, CA) i roto i te aratau kore-whakapā i te tere matawai o 10-20 μm / min .Me.I whakamahia te rorohiko MountainsMap® Premium ki te tukatuka i nga mapi topographic 3D AFM.E ai ki te ISO 25178-2: 2012 29,30,31, he maha nga tawhā morphological kua tuhia me te korero, te teitei, te matua, te rōrahi, te ahua, te mahi, te waahi me te huinga kua tautuhia.
Ko te matotoru me te hanganga o nga tauira katahi ano ka mahia i whakatauhia i runga i te raupapa o te MeV ma te whakamahi i te hiranga whakamuri whakamuri o Rutherford (RBS).I roto i te take o te tirotiro hau, i whakamahia te LSPR spectroscopy ma te whakamahi i te UV-Vis spectrometer i roto i te awhe roangaru mai i te 350 ki te 850 nm, i te mea ko tetahi tauira tohu kei roto i te cuvette kowiri tira kati me te diameter o te 5.2 cm me te teitei o te 13.8 cm. i te ma o 99.9 % CO hau rere tere (e ai ki te Arian Gas Co. IRSQ paerewa, 1.6 ki te 16 l/h mo te 180 hēkona me te 600 hēkona).I mahia tenei taahiraa i te pāmahana rūma, te haumākū ambient 19% me te puohu kohu.
Rutherford backscattering spectroscopy hei tikanga whakamararatanga katote ka whakamahia hei tātari i te hanganga o nga kiriata kikokore.Ko tenei tikanga ahurei ka taea te ine me te kore whakamahi i te paerewa tohutoro.Ka inehia e te tātari RBS te kaha teitei (He2+ katote, arä he matūriki alpha) i runga i te raupapa o MeV i runga i te tauira me nga katote He2+ kua marara whakamuri ki tetahi koki.He whai hua te waehere SIMNRA ki te whakatauira i nga raina tika me nga pihinga, a, ko ona reta ki te RBS spectra whakamatautau e whakaatu ana i te kounga o nga tauira kua rite.Ko te RBS spectrum o te tauira Cu / Ni NP e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1, kei reira te raina whero ko te RBS spectrum whakamatautau, me te raina puru ko te whaihanga o te kaupapa SIMNRA, ka kitea he pai nga rarangi e rua. whakaaetanga.He kurupae maiki me te kaha o te 1985 keV i whakamahia hei tautuhi i nga huānga o te tauira.Ko te matotoru o te paparanga o runga ko te 40 1E15Atom/cm2 kei roto 86% Ni, 0.10% O2, 0.02% C me 0.02% Fe.Ko te Fe e hono ana ki nga poke i te taumata Ni i te wa e pupuhi ana.Ka kitea nga tihi o Cu me Ni i raro i te 1500 keV, ia, me nga tihi o C me O2 i te 426 keV me te 582 keV, ia.Ko nga hikoi Na, Si, me Fe he 870 keV, 983 keV, 1340 keV, me te 1823 keV, ia.
Tapawha 3D topographic AFM whakaahua o Cu me Cu / Ni NP kiriata mata e whakaatuhia ana i roto i te Fig.2. I tua atu, ko te 2D topography e whakaatuhia ana i ia ahua e whakaatu ana ko nga NP i kitea i runga i te mata o te kiriata ka whakakotahi ki nga ahua porohita, a he rite tenei ahua ki te korero a Godselahi me Armand32 me Armand et al.33.Heoi ano, kaore i whakahiatohia o maatau Cu NPs, a ko te tauira kei roto ko Cu anake i whakaatu he mata tino maeneene me nga tihi pai atu i nga mea taratara (Fig. 2a).Engari, ko nga tihi tuwhera i runga i nga tauira CuNi15 me CuNi20 he ahua porowhita me te kaha teitei ake, e whakaatuhia ana e te teitei o te teitei i te Whakaahua 2a me te b.Ko te ahua rereke o te ahua o te kiriata e tohu ana he rereke nga hanganga mokowhiti o te mata, e pa ana ki te wa tuku nika.
Ko nga whakaahua AFM o Cu (a), CuNi15 (b), me CuNi20 (c) nga kiriata kikokore.Ko nga mapi 2D e tika ana, nga tohatoha teitei me nga pihinga Abbott Firestone kua mau ki ia ahua.
Ko te rahi o te witi o te nanoparticles i whakatauhia mai i te histogram tohatoha diameter i whiwhihia ma te ine i te 100 nanoparticles ma te whakamahi i te Gaussian pai e whakaatuhia ana i te FIG.Ka kitea ko Cu me CuNi15 he rite tonu te rahi o te witi (27.7 me te 28.8 nm), ko te CuNi20 he iti ake nga purapura (23.2 nm), e tata ana ki te uara i korerotia e Godselahi et al.34 (tata ki te 24 nm).I roto i nga punaha bimetallic, ka taea e nga tihi o te resonance plasmon mata o te rohe te huri me te rereke o te rahi o te witi35.I roto i tenei whakaaro, ka taea e tatou te whakatau ko te wa roa o te Ni deposition e pa ana ki nga ahuatanga plasmonic mata o Cu / Ni kiriata kikokore o to tatou punaha.
Te tohatoha rahi matūriki o (a) Cu, (b) CuNi15, me (c) CuNi20 kiriata kikokore i whiwhi mai i te topography AFM.
He mea nui ano te ahua o te mokowhiti i roto i te whirihoranga mokowhiti o nga hanganga topographic i roto i nga kiriata kikokore.Ko te Ripanga 2 e whakararangi ana i nga tawhā topographic e pa ana ki te teitei e hono ana ki te mapi AFM, ka taea te whakaahua ma nga uara o te wa o te taratara toharite (Sa), te skewness (Ssk), me te kurtosis (Sku).Ko nga uara Sa ko te 1.12 (Cu), 3.17 (CuNi15) me te 5.34 nm (CuNi20), e tohu ana ka kaha haere nga kiriata me te piki haere o te waa whakaheke Ni.He rite enei uara ki nga korero o mua e Arman et al.33 (1–4 nm), Godselahi et al.34 (1–1.05 nm) me Zelu et al.36 (1.91–6.32 nm), i mahia te sputtering ma te whakamahi i enei tikanga ki te whakatakoto i nga kiriata o Cu / Ni NPs.Heoi, i tukuna e Ghosh et al.37 nga paparanga maha Cu/Ni na roto i te electrodeposition me te whakaatu i nga uara taratara teitei ake, ko te ahua kei te 13.8 ki te 36 nm.Me tohu ko nga rereketanga o nga kinetics o te hanganga o te mata ma nga tikanga rereke rereke ka arahi ki te hanganga o nga papa me nga tauira mokowhiti rereke.Heoi ano, ka kitea he whai hua te tikanga RF-PECVD mo te tiki kiriata o Cu/Ni NP me te taratara o te 6.32 nm.
Mo te ahua o te teitei, ko nga waa tatauranga teitei ake a Ssk me Sku e hono ana ki te hangarite me te tikanga o te tohatoha teitei.Ko nga uara Ssk katoa he pai (Ssk> 0), e tohu ana i te hiku matau roa38, ka taea te whakau i te waahi tohatoha teitei i te whakauru 2. I tua atu, ko nga korero teitei katoa i kaha ki te tihi koi 39 (Sku> 3) , e whakaatu ana ko te pihi Ko te tohatoha teitei he iti ake te papatahi atu i te pihi pere Gaussian.Ko te raina whero i roto i te waahi tohatoha teitei ko te Abbott-Firestone 40 curve, he tikanga tauanga pai mo te arotake i te tohatoha noa o nga raraunga.Ka whiwhihia tenei raina mai i te whakahiatotanga i runga i te histogram teitei, ko te tihi teitei me te waka hohonu e hono ana ki o raatau uara iti (0%) me te nui (100%).Ko enei pihi Abbott-Firestone he ahua S maeneene i runga i te tuaka-y, a, i roto i nga keehi katoa, ka whakaatu te piki haere o te paheketanga o nga rawa i whiti atu i te waahi kapi, timata mai i te tihi taratara me te tino kaha.Ko tenei ka whakapumau i te hanganga mokowhiti o te mata, e pa ana te nuinga o te waa o te nickel deposition.
Ko te Ripanga 3 e whakarārangi ana i nga tawhā momohanga ISO motuhake e hono ana ki ia mata i riro mai i nga whakaahua AFM.E mohiotia ana ko te horahanga ki te owehenga matū (Smr) me te horahanga porotiti ki te ōwehenga rauemi (Smc) he tawhā mahi mata29.Hei tauira, ko o maatau hua e whakaatu ana ko te rohe kei runga ake i te rererangi waenga o te mata kua tino eke ki nga kiriata katoa (Smr = 100%).Heoi, ko nga uara o te Smr ka riro mai i nga teitei rereke o te whakarea waahi o te whenua41, na te mea kua mohiotia te tawhā Smc.Ko te whanonga o Smc e whakamaramahia ana e te piki ake o te taratara mai i te Cu → CuNi20, i reira ka kitea ko te uara taratara teitei e whiwhi ana mo CuNi20 e homai ana i te Smc ~ 13 nm, ko te uara mo te Cu e pa ana ki te 8 nm.
Ko nga tawhā whakakotahi i te rōnaki RMS (Sdq) me te ōwehenga horahanga atanga kua whakawhanakehia (Sdr) he tawhā e pa ana ki te papatahi me te uaua o te kakano.Mai i te Cu → CuNi20, ko nga uara Sdq mai i te 7 ki te 21, e tohu ana ka piki ake nga rereketanga o te topographic i roto i nga kiriata ka tukuna te paparanga Ni mo te 20 min.Me tohu ko te mata o CuNi20 kaore i te rite ki to Cu.I tua atu, i kitea ko te uara o te tawhā Sdr, e pa ana ki te matatini o te microtexture mata, ka piki ake i Cu → CuNi20.E ai ki te rangahau a Kamble et al.42, ka piki ake te uaua o te microtexture mata me te piki ake o te Sdr, e tohu ana ko CuNi20 (Sdr = 945%) he nui ake te hangahanga mata o te mata ki nga kiriata Cu (Sdr = 229%)..Otirā, ko te huringa o te matatini moroiti o te kakano he mahi nui ki te tohatoha me te hanga o nga tihi taratara, ka kitea mai i nga tawhā ahuatanga o te kiato o te tihi (Spd) me te koopiko o te tihi teitei (Spc).I tenei ahuatanga, ka piki ake te Spd mai i te Cu → CuNi20, e tohu ana he nui ake te whakarite o nga tihi me te whakanui ake i te matotoru paparanga Ni.I tua atu, ka piki ake ano a Spc mai i te Cu→CuNi20, e tohu ana ko te ahua o te tihi o te mata o te tauira Cu he mea porotaka (Spc = 612), ko te CuNi20 he koi (Spc = 925).
Ko te ahua taratara o ia kiriata e whakaatu ana i nga tauira mokowā motuhake i roto i te tihi, te matua, me te waahi o te mata.Ko te teitei o te matua (Sk), te heke o te tihi (Spk) (i runga ake i te matua), me te waka (Svk) (i raro iho i te matua)31,43 he tawhā ine tika ki te paparangi mata30 me te piki mai i te Cu → CuNi20 na te te taratara o te mata Te pikinga nui.Waihoki, ko nga mea teitei (Vmp), ko nga mea matua (Vmc), ko te taahi kau (Vvv), me te rōrahi kore matua (Vvc)31 e whakaatu ana i te ahua rite ki te pikinga o nga uara katoa mai i te Cu → CuNi20.Ko tenei whanonga e tohu ana ka taea e te mata CuNi20 te pupuri i te wai nui atu i era atu tauira, he pai, e kii ana he maamaa ake tenei mata ki te pani44.Na reira, me tohu ko te mea ka piki ake te matotoru o te paparanga nickel mai i te CuNi15 → CuNi20, ko nga huringa o te tohu topographic kei muri i nga huringa i roto i nga waahanga morphological teitei ake, e pa ana ki te microtexture mata me te tauira mokowhiti o te kiriata.
He aromatawai kounga mo te kakano mokitokito o te mata kiriata i whiwhi ma te hanga i tetahi mapi topographic AFM ma te whakamahi i te rorohiko arumoni MountainsMap45.Kei te Whakaaturanga 4 te whakaputanga, e whakaatu ana i te riu kanohi me te papa polar e pa ana ki te mata.Kei te Ripanga 4 nga whiringa mokowhiti me te waahi.Ko nga whakaahua o nga awaawa e whakaatu ana ko te tauira kei te whakahaeretia e tetahi punaha o nga awa me te rite tonu o nga awaawa.Heoi, ka piki ake nga tawhā mo te hohonu o te riu (MDF) me te hohonu o te riu (MDEF) mai i Cu ki CuNi20, e whakau ana i nga kitenga o mua mo te kaha whakahinuhinu o CuNi20.Me tohu ko nga tauira Cu (Fig. 4a) me CuNi15 (Fig. 4b) he rite tonu nga pauna tae, e tohu ana ko te microtexture o te mata kiriata Cu kaore i puta nga huringa nui i muri i te whakatakoto o te kiriata Ni mo te 15 min.Engari, ko te tauira CuNi20 (Fig. 4c) e whakaatu ana i nga kita me nga tauine tae rereke, e pa ana ki ona uara MDF me te MDEF teitei ake.
Nga awaawa me te isotropy mata o te microtextures o Cu (a), CuNi15 (b), me CuNi20 (c) kiriata.
Ko te hoahoa polar i te piki.E whakaatu ana hoki te 4 he rereke te kakano moroiti o te mata.Ko te mea nui ko te waipara o te paparanga Ni ka tino rerekee te tauira mokowā.Ko te isotropy microtextural tatau o nga tauira ko 48% (Cu), 80% (CuNi15), me te 81% (CuNi20).Ka kitea ko te waipara o te paparanga Ni e whai hua ana ki te hanga i tetahi microtexture isotropic, i te mea ko te paparanga kotahi Cu kiriata he nui ake te microtexture mata anisotropic.I tua atu, he iti ake nga waahi mokowhiti nui o CuNi15 me CuNi20 na te nui o te roa o te autocorrelation (Sal)44 ki nga tauira Cu.Ka honoa ano tenei ki te ahua o te witi e whakaatuhia ana e enei tauira (Std = 2.5 ° me Std = 3.5 °), i te wa i tuhia he uara tino nui mo te tauira Cu (Std = 121 °).I runga i enei hua, ko nga kiriata katoa e whakaatu ana i nga rereketanga mokowhiti-roa na te rereke o te ahua o te ahua, o nga tohu topographic, me te taratara.No reira, ko enei hua e whakaatu ana he waahi nui te wa whakatapu paparanga Ni ki te hanga i nga mata kua pakaruhia te CuNi bimetallic.
Ki te ako i te whanonga LSPR o Cu / Ni NP i roto i te hau i te pāmahana rūma me nga rereke rereke CO hau, i whakamahia te UV-Vis absorption spectra i roto i te roangaru o te 350-800 nm, e whakaatuhia ana i te Whakaahua 5 mo CuNi15 me CuNi20.Na roto i te whakauru i nga rereke rereke o te rere o te hau CO, ko te LSPR CuNi15 peak whai hua ka nui ake, ka kaha ake te whakauru, ka neke te tihi (whero) ki nga roangaru teitei ake, mai i te 597.5 nm i roto i te rere o te hau ki te 16 L / h 606.0 nm.Ko te rere CO mo te 180 hēkona, 606.5 nm, CO rere 16 l/h mō te 600 hēkona.I tetahi atu taha, ka whakaatu a CuNi20 i tetahi whanonga rereke, na te piki ake o te rere o te hau CO ka puta te heke o te waahi o te roangaru teitei o te LSPR (blueshift) mai i te 600.0 nm i te rere o te hau ki te 589.5 nm i te 16 l / h CO rere mo te 180 s .16 l/h CO rere mo te 600 hēkona i te 589.1 nm.Ka rite ki a CuNi15, ka kite tatou i te tihi whanui me te kaha o te whakauru mo te CuNi20.Ka taea te whakatau me te piki ake o te matotoru o te paparanga Ni i runga i te Cu, me te piki ake o te rahi me te maha o nga nanoparticles CuNi20 hei utu mo nga matūriki CuNi15, Cu me Ni ka whakatata tetahi ki tetahi, ka piki ake te kaha o te oscillations hiko. , a, na reira, ka piki te auau.ko te tikanga: ka heke te roangaru, ka puta he nekehanga kikorangi.
Te wa tuku: Akuhata-16-2023