Научная электронная библиотека ULRICH'S Periodicals Directory

Сибирский государственный университет
науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Сибирский аэрокосмический журнал
ISSN 2712-8970 (Print) ISSN 2782-5760 (on-line)

Сведения об образовательной организации

UDK 621.793 Doi: 10.31772/2587-6066-2019-20-4-478-484
ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЭКРАНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Воронин А. С., Фадеев Ю. В., Симунин М. М., Подшивалов И. В., Хартов С. В.
ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50; Сибирский федеральный университет, Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79; Институт физики имени Л. В. Киренского, Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50. E-mail: a.voronin1988@mail.ru.
Представлены результаты исследования экранирующих свойств тонких прозрачных пленок одностенных углеродных нанотрубок на гибких подложках из полиэтилентерефталата. Пленки формировались спрей распылением коллоидного раствора одностенных углеродных нанотрубок. Толщина пленок задавалась объемом распыляемого коллоидного раствора и измерялась при помощи просвечивающей электронной микроскопии в режиме cross-section. Морфология и структурное качество пленок были изучены методами электронной микроскопии, методами оптической спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. Результаты позволяют судить о высоком структурном качестве материала. Согласно данным спектроскопии комбинационного рассеяния, соотношение интенсивностей пиков G/D составляет 23,4, что является свидетельством существенного преобладания углерода, находящегося в состоянии sp2 гибридизации. Это характерно для графитоподобных систем и, в частности, углеродных нанотрубок. Изучены спектральные зависимости коэффициента прохождения и отражения радиоволн в К-диапазоне 18–26,5 ГГц. Доминирующим механизмом экранирования является поглощение излучения. Увеличение толщины пленки c 15,9 до 56,1 нм сопровождается снижением поверхностного сопротивления с 971 до 226 Ом/кв, оптическая прозрачность при этом снижается с 93,58 до 76,71 %. Эффективность экранирования увеличивается с 2,29 до 6,6 дБ, повышая долю поглощенного излучения с 34,6 до 51,2 % на частоте 18 ГГц. Это говорит о перспективах применения пленок в качестве радиоэкранирующих и антиобледенительных покрытий в аэрокосмической отрасли.
Ключевые слова: одностенные углеродные нанотрубки, тонкие пленки, электромагнитное экранирование.
References

1. M. Zhu, C. Xiong, Q. Lee Research on ITO transparent electromagnetic shielding coatings for E-O system // Proc. of SPIE. 2009. Vol. 6722. P. 1–7.
2. Characteristics of the electromagnetic interference shielding effectiveness of Al-doped ZnO thin films deposited by atomic layer deposition / Y.-J. Choi, S. C. Gong, D. C. Johnsonet al. // Applied Surface Science. 2013. Vol. 269. P. 92–97.
3. Microwave shielding of transparent and conducting single-walled carbon nanotube films / H. Xu, S. M. Anlage, L. Hu, G. Gruner // Applied Physics Letters. 2007. Vol. 90. P. 183119.
4. Electromagnetic interference shielding effectiveness of monolayer grapheme / S. K. Hong, K. Y. Kim, T. Y. Kim et al. // Nanotechnology. 2012. Vol. 23. P. 455704.
5. Zhang H.-L., Xia Y., Gai J.-G. Ultrathin Active Layer for Transparent Electromagnetic Shielding Window // ACS Omega. 2018. Vol. 3. P. 2765–2772. 6. Electromagnetic Interference (EMI) Transparent Shielding of Reduced Graphene Oxide (RGO) Interleaved Structure Fabricated by Electrophoretic Deposition / S. Kim, J.-S. Oh, M.-G. Kim et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. Vol. 620. P. 17647–17653.
7. Intrinsic electromagnetic radiation shielding/absorbing characteristics of polyaniline-coated transparent thin films / B. R. Kim, H. K. Lee, E. Kim, S. H. Lee et al. // Synthetic Metals. 2010. Vol. 160. P. 1838–1842.
8. Preparation and Investigation of Composite Transparent Electrodes of Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) Polystyrene Sulfonate/Single-Wall Carbon Nanotubes / A. S. Voronin, M. M. Simunin, F. S. Ivanchenko et al. // Technical Physics Letters. 2017. Vol. 43, No. 9, Р. 783–786.
9. Структурные и термоэлектрические свойства оптически прозрачных тонких пленок на основе одностенных углеродных нанотрубок / И. А. Тамбасов, А. С. Воронин, Н. П. Евсевская и др. // Физика твердого тела. 2018. Т. 60, вып. 12. С. 2456–2462.
10. Структурные и магнитные характеристики однослойных и многослойных наногранулированных пленок Co−Al2O3, полученных методом твердофазного синтеза / М. Н. Волочаев, С. В. Комогорцев, В. Г. Мягков и др. // Физика твердого тела. 2018. Т. 60, вып. 7. C. 1409–1415.
11. Transparent, conductive carbon nanotube films / Z. Wu, Z. Chen, X. Du et al. // Science. 2004. Vol. 305, No. 5688. P. 1273–1276.
12. Raman spectroscopy of carbon nanotubes / M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito, A. Jorio // Phys. Rep. 2005. Vol. 409, No. 2. P. 47–99. 13. Universal Selective Dispersion of Semiconducting Carbon Nanotubes from Commercial Sources Using a Supramolecular Polymer / A. Chortos, I. Pochorovski, P. Lin et al. // ACS Nano. 2017. Vol. 11. P. 5660–5669.
14. Graphene paper for exceptional EMI shielding performance using large-sized graphene oxide sheets and doping strategy / Y.-J. Wan, P.-L. Zhu , S.-H. Yu et al. // Carbon. 2017. Vol. 122. P. 74–81.
15. Hecht D. S., Hu L. B., Irvin G. Emerging Transparent Electrodes Based on Thin Films of Carbon Nanotubes, Graphene, and Metallic Nanostructures // Adv. Mater. 2011. Vol. 23. P. 1482–1513.
16. Brownlie L., Shapter J. Advances in carbon nanotube n-type doping: Methods, analysis and applications // Carbon. 2018. Vol. 126. P. 257–270.
 


Антон Сергеевич Воронин – кандидат технических наук, научный сотрудник отдела молекулярной электроники; ФИЦ КНЦ СО РАН. E-mail: a.voronin1988@mail.ru.
Фадеев Юрий Владимирович – младший научный сотрудник отдела молекулярной электроники; ФИЦ КНЦ СО РАН.
Симунин Михаил Максимович – кандидат технических наук, научный сотрудник отдела молекулярной электроники; ФИЦ КНЦ СО РАН.
Подшивалов Иван Валерьевич – младший научный сотрудник лаборатории научного приборостроения; Институт физики имени Л. В. Киренского.
Хартов Станислав Викторович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела молекулярной электроники; ФИЦ КНЦ СО РАН.


  ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЭКРАНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК