| Title: | Morphological and structural evolution of gas-phase synthesized vanadium nanoparticle films induced by thermal treatment |
| Other Titles: | Změna morfologie a struktury vrstev tvořených nanočásticemi vanadu vlivem jejich teplotního ohřevu |
| Authors: | Hanková, Adéla Košutová, Tereza Hanuš, Jan Kuzminova, Anna Pleskunov, Pavel Červená, Michaela Zeman, Petr Khomiakova, Natalia Hájek, František Kylián, Ondřej |
| Citation: | HANKOVÁ, A. KOŠUTOVÁ, T. HANUŠ, J. KUZMINOVA, A. PLESKUNOV, P. ČERVENÁ, M. ZEMAN, P. KHOMIAKOVA, N. HÁJEK, F. KYLIÁN, O. Morphological and structural evolution of gas-phase synthesized vanadium nanoparticle films induced by thermal treatment. MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS, 2023, roč. 301, č. 1 JUN 2023, s. 127587-1-127587-7. ISSN: 0254-0584 |
| Issue Date: | 2023 |
| Publisher: | Elsevier |
| Document type: | článek article |
| URI: | 2-s2.0-85150858662 http://hdl.handle.net/11025/52965 |
| ISSN: | 0254-0584 |
| Keywords: | plynový agregační zdroj;nanočástice;ohřev;oxid vanadičný |
| Keywords in different language: | gas aggregation source;nanoparticles;annealing;vanadium pentoxide |
| Abstract: | Článek pojednává o teplotně řízeném vývoji morfologie a struktury vrstev tvořených nanočásticemi vanadu připravených magnetronovým naprašováním s využitím zdroje shluků částic. Byly identifikovány tři teplotní oblasti. První, zahrnující rozsah teplot od pokojové do cca 200 °C, ve které dochází vlivem rostoucí teploty k postupné oxidaci nanočástic ve vrstvě a mírnému nárůstu počtu jednotlivých nanočástic tvořících povlak. Přesto si však vrstvy v tomto teplotním rozmezí zachovávají vysoce porézní strukturu. Při zvýšení teploty nad 200 °C dochází k rychlé oxidaci vanadových nanočástic, což je doprovázeno prudkou změnou jejich hmotnosti, krystalinity, morfologie a optických vlastností, a k vytvoření krystalické orthorombické fáze V2O5. Jednotlivé nanočástice se navíc začnou shlukovat a vytvářet tyčinkovitou strukturu. Velikost této struktury, stejně jako velikost krystalitů, pak rychle roste s rostoucí teplotou. To má za následek snížení specifické plochy na povrchu povlaků a vede k posunu optického zakázaného pásu z 2,68 eV 2,48 eV. Ohřev vrstev nad 650 °C (třetí teplotní interval) má za následek roztavení vrstvy a tedy její úplné zničení. |
| Abstract in different language: | Temperature-driven genesis of morphology and structure of vanadium nanoparticle films fabricated by magnetron-based gas aggregation sources has been investigated. Three temperature regions were identified. In the first one which covers the range from room temperature to approximately 200 °C, the increasing temperature results in the gradual oxidation of nanoparticle films and a slight increase of the individual nanoparticles that form the coating. Despite this, the nanoparticle films in this temperature range preserve their highly porous architecture. Above 200 °C, the vanadium nanoparticles undergo rapid oxidation, which is accompanied by an abrupt change in their mass, crystallinity, morphology, and optical properties (absorbance, photoluminescence). According to XRD, an orthorhombic V2O5 phase becomes the only detectable crystalline phase in the films in this temperature range. Furthermore, the individual nanoparticles start to coalesce, rapidly forming rod-like structures. The size of such formed structures, as well as the size of crystallites rapidly increases with the temperature. This lowers the specific surface area of the coatings and causes a shift in the optical band gap from 2.68 eV to 2.48 eV. Finally, the subsequent heating of the nanoparticle films above 650 °C causes the complete collapse of the coatings due to their melting. |
| Rights: | Plný text je přístupný v rámci univerzity přihlášeným uživatelům © Elsevier |
| Appears in Collections: | Články / Articles (NTIS) OBD |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| OBD23_Cervena,Zeman_clanek.pdf | 5,2 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/52965Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.