Příprava niklových nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje

Anotace: Plynový agregační zdroj nanočástic je zařízení, ve kterém se nanočástice vytvářejí kondenzací přesycených kovových par na inertním pracovním plynu. Jedná se o tzv. bottom-up fyzikální metodu syntézy nanočástic. Kov je v agregační komoře převeden do plynného stavu pomocí magnetronového naprašování, zatímco komorou proudí pracovní plyn (argon). Při tlaku desítek Pa dochází k častým srážkám mezi atomy kovu a argonu, což vede ke vzniku nanočástic o velikosti přibližně 10–30 nm. Tyto částice jsou následně unášeny proudem plynu a přes výstupní štěrbinu transportovány do depoziční komory, kde se ukládají na podložku.

Velikost nanočástic lze řídit pomocí provozních parametrů nanočásticového zdroje, zejména pak příkonu, resp. proudu do magnetronu, průtoku pracovního plynu a jeho tlaku v agregační komoře. Ukazuje se však, že tímto způsobem lze měnit velikost připravených nanočástic jen ve velmi omezeném rozsahu. Jednou z možností jak připravit řádově větší nanočástice je zachytit je po nějakou dobu v agregační komoře pomocí potenciálové pasti. Tento přístup byl již úspěšně aplikován v případě nemagnetických kovů jako je Cu, Ag či V, kdy nanočástice zachycené v přídavném RF výboji dosáhly velikosti vice jak 100 nm. V případě niklu je zcela zásadní připravit nanočástice větší než 30 nm, aby vykazovaly i za pokojové teploty feromagnetické vlastnosti.

.

Cílem tohoto projektu bude výzkum a optimalizace procesu přípravy niklových nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje. V agregační komoře bude vložena RF elektroda, která umožní zapálení přídavného výboje. Bude zkoumán vliv procesních parametrů a parametrů přídavného RF výboje na tvorbu a strukturu nanočástic. V případě dosažení dostatečné depoziční rychlosti Ni nanočástic budou tyto následně rozpuštěny za účelem přípravy magnetických nanokapalin. Nanočástice budou charakterizovány zejména pomocí skenovací elektronové mikroskopie, včetně prvkové analýzy (SEM a EDX) a vybrané nanočástice budou též detailně analyzovány pomocí transmisní elektronové mikroskopie.