Способ получения пленок аморфного кремния, содержащего нанокристаллические включения



Способ получения пленок аморфного кремния, содержащего нанокристаллические включения
Способ получения пленок аморфного кремния, содержащего нанокристаллические включения

 


Владельцы патента RU 2536775:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) (RU)

Изобретение относится к области оптоэлектронной техники и может быть использовано для формирования активного слоя тонкопленочных солнечных элементов на основе гидрогенизированного кремния со стабильными параметрами относительно световых воздействий, в частности солнечного излучения. Сущность изобретения состоит в способе создания пленок аморфного гидрогенизированного кремния с небольшой долей кремниевых нанокристаллов (объемное отношение кристаллической фазы к аморфной менее 15%), равномерно распределенных по пленке и имеющих размер не более 10 нм. Способ создания заключается в осаждении пленок аморфного кремния методом плазмохимического осаждения из газовой смеси тетрафторида кремния и водорода при повышенном давлении в реакционной камере в условиях, обеспечивающих формирование кремниевых нанокристаллов в плазме тлеющего разряда. Наличие небольшой доли равномерно распределенных нанокристаллических включений в аморфной матрице заметно улучшает стабильность электрических, оптических и фотоэлектрических свойств получаемого материала. Технический результат заключается в повышении КПД и продлении срока службы тонкопленочных солнечных преобразователей, в случае использования в них в качестве активного слоя получаемого указанным способом материала. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области оптоэлектронной техники и может быть использовано для создания активного слоя тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного гидрогенизированного кремния.

Возникшие в последние десятилетия социальные и экологические проблемы, связанные с использованием традиционных источников энергии, привели к бурному развитию технологий в наиболее развитых странах, направленных на использование альтернативных источников энергии. Ведущее место среди них занимают работы, направленные на использование солнечной энергии, в частности работы по созданию солнечных фотопреобразователей. Широкое использование солнечных элементов сдерживается сравнительно высокой стоимостью преобразования солнечной энергии с их помощью.

Перспективным направлением снижения стоимости вырабатываемой солнечными фотопреобразователями электроэнергии является разработка технологии тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного гидрогенизированного и протокристаллического кремния. Цена производимой электроэнергии определяется, прежде всего, стоимостью материала, из которого изготовлен солнечный элемент, и затратами технологического процесса производства солнечного элемента. Основным материалом для изготовления тонкопленочных солнечных элементов в настоящее время является аморфный гидрированный кремний (a-Si:H), поскольку его производство наиболее отлажено.

Кроме того, тонкопленочная технология имеет ряд специфических применений, невозможных или затрудненных при использовании кристаллических полупроводников (гибкие модули, полупрозрачные модули и т.д.). Одним из достоинств тонкопленочной технологии является получение слоев аморфного гидрогенизированного кремния при низкой температуре. Это дает возможность создавать полупроводниковые структуры на гибких подложках. Солнечные элементы на гибкой основе имеют малый вес, монтируются на любой поверхности и могут использоваться для изготовления сумок, чехлов, встраиваться в одежду и т.д. Полупрозрачные модули различного цвета находят применение, например, для украшения зданий. Наконец, существенным достоинством тонкопленочной технологии является возможность создания приборных структур на очень больших площадях.

Однако наравне с целым рядом преимуществ, которыми обладают фотопреобразователи на основе a-Si:H, имеются и недостатки, препятствующие более широкому и интенсивному использованию этого материала. К наиболее существенному из таких недостатков следует отнести изменение электрических и фотоэлектрических параметров a-Si:H под действием освещения (эффект Стеблера-Вронского).

Одним из путей преодоления указанного недостатка является использование наномодифицированного аморфного кремния, представляющего собой двухфазную систему, состоящую из матрицы аморфного гидрогенизированного кремния с включениями кремниевых нанокристаллов.

Из уровня техники известно несколько способов получения наномодифицированного аморфного кремния с большой долей кристаллической фазы (более 50%) - так называемого, микрокристаллического кремния (µc-Si:H). К этим методам относятся: метод плазмохимического осаждения из газовой фазы смеси моносилана и водорода с большой концентрацией последнего (PECVD) (Zhou J.H., Ikuta К., Yasuda Т., Umeda Т., Yamasaki S., Tanaka К. //J Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.857; Summonte С., Rizolli R., Desalvo A., Zignani F., Centurioni E., Pinghini R., Bruno G., Losurdo M., Capezzuto P., Genmii M. // Phil. Mag. B. 2000. V.80. No. 4, P.459; Fujiwara H., Toyoshima Y., Kondo M., Matsuda A. //J. Non-Cryst. Solids. 2000. V.266-269. P.38; Hapke P., Finger F. //J Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.861), метод послойного роста (layer-by-layer) (Vetteri О., Hapke P., Houben L., Luysberg M., Wagner H. //1 Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.866; Hong IP., Kirn C.O., Nahm T.U., Kim C.M. // t Appl. Phys. 2000. V. 87. No. 4. P.1676), метод термического разложения смеси моносилана и водорода (hot-wire CVD) (Alpuim P., Chu V., Conde IP. //1 Non-Cryst. Solids. 2000. V. 266-269. P. 110; Niikura С., Guillet 1, Brenot R., Equer В., Bouree J.E., Voz C., Peiro D., Asensi 1M., Bertomeu 1, Andreu J. // J. Non-Cryst. Solids. 2000. V.266-269. P.385), метод химического осаждения из плазмы, возбуждаемой в условиях циклотронного резонанса (ECRCVD) (Beckers I., Nickel N.H., Piiz W., Fuhs W. // J. Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.847), метод лазерной или термической кристаллизации аморфного кремния (Wohllebe A., Carius R., Houben L., Klatt A., Hapke P., Klomfa J., Wagner H. //J Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.925; Szekeres A., Gartner M., Vasiliu F., Marinov M., Beshkov G. // J. Non-Cryst. Solids. 1998. V.227-230. P.954), метод твердофазной кристаллизации (SPC) (Kleider IP., Longeaud C., Bruggemann R., Houze F. // Thin Solid Films. 2001. V.383. P.57).

Наиболее широко среди вышеперечисленных технологий используется метод PECVD. Это связано в основном со сравнительной простотой получения пленок µc-Si:H указанным методом, его дешевизной и большим распространением, которое данный метод получил применительно к a-Si:H. К неоспоримым достоинствам получения микрокристаллического кремния методом PECVD также надо отнести и возможность низкотемпературного осаждения пленок. Температура подложки (Та) в процессе роста пленки этим методом составляет 200-300°С и ниже (Roca P., Cabarrocas I. // J. Non-Cryst. Solids. 2000. V. 266-269. P. 31). Это позволяет формировать структуры из µc-Si:H на гибких носителях.

Из уровня техники известно решение по патенту ЕР 2206156 «Microcrystalline silicon deposition for thin film solar applications», в котором предложен способ получения тонкопленочных многослойных солнечных элементов на основе микрокристаллического кремния. Оригинальность метода состоит в том, что подложка помещается в зону проведения реакции, куда подводятся газы: силан и водород. В плазменном разряде происходит реакция разложения газов, в результате чего на подложку осаждается первый слой микрокристаллического кремния. Второй слой микрокристаллического кремния выращивается при большей по сравнению с первым слоем скорости. Третий слой формируется при скоростях осаждения, меньших, чем для второго слоя, но больших чем для первого.

В патенте RU 2227343 «Тонкие пленки гидрогенезированного поликристаллического кремния и технология их получения» описан метод получения пленок поликристаллического кремния (по сути, данные пленки представляют собой микрокристаллический кремний, см. пояснение ниже) с ориентацией (111) при низкой температуре подложки. Сущность метода заключается в том, что во время вакуумно-плазменного осаждения кремния на подложку увеличивается скорость натекания в реактор молекулярного водорода при снижении температуры подложки. Полученная таким методом пленка гидрогенизированного поликристаллического кремния содержит более 50% кристаллической фазы со средним размером кристаллов не более 10 нм, что позволяет назвать данный материал микрокристаллическим кремнием.

В патенте ЕР 2009140 «Method for microcrystalline silicon film formation» разработан способ получения пленок микрокристаллического кремния при низких потоках водорода в реакционной камере методом плазмохимического осаждения. Использование меньшего потока водорода снижает стоимость тонкопленочного солнечного элемента. Метод заключается в том, что в вакуумной камере устанавливается набор антенн, соединенных одним концом с источником ВЧ-излучения. Другой конец антенн заземлен. Подложка, располагающаяся напротив набора антенн, может быть нагрета от 150 до 250°С. Плазменный разряд создается путем напуска смеси газов водорода и силана в реакционную камеру и подачи ВЧ-напряжения на антенны. При изменении отношения потоков газов R=[Н2]/[SiH4] от 1 до 10 на подложку осаждается аморфный кремний, содержащий кремниевые нанокристаллы с объемной долей более 80% (т.е. микрокристаллический кремний).

Однако все перечисленные выше методы позволяют получать пленки наномодифицированного аморфного кремния с большой объемной долей кристаллической фазы. Несмотря на то, что такие пленки в отличие от a-Si:H не обладают эффектом Стеблера-Вронского, их использование в тонкопленочной солнечной энергетике затруднено. Это связано с тем, что µc-Si:H обладает худшими фотоэлектрическими параметрами по сравнению с a-Si:H.

Отсутствием недостатков, присущих как аморфному (деградация свойств под действием освещения - эффект Стеблера-Вронского), так и микрокристаллическому кремнию (низкая фоточувствительность в видимой области), обладает аморфный кремний с малой долей кремниевых нанокристаллов (с объемной долей кристаллической фазы не более 15%).

Из уровня техники известно получение наномодифицированного аморфного кремния с малой долей кристаллической фазы. Так в работе (Koch С., Ito M., Schubert M.B., Wemer 1H. // Mater. Res. Soc. Symp.Proc. 1999. V.557. P.749) исследовались свойства пленок гидрогенизированного кремния, осажденного на дешевые пластиковые подложки методом плазмохимического осаждения из газовой фазы при температурах, меньших 100°С (Ts=40-75°С). Условия осаждения были выбраны таким образом, чтобы формировалась пленка с переходной структурой (от аморфной к нанокристаллической), т.е. с небольшой долей нанокристаллов. О получении пленок подобного рода сообщается также в работах (Tsu D.V., Chao B.S., Ovshinsky S.R.,.tones SJ., Yang 1, Guha S., Tsu R. // Phys. Rev. B. 2001. V.63. P.125338; Muthamann S., Kohler F., Carius R., Gordijn A. // Phys. Status. Solidi A. 2010. V.207. P. 544; Murayama К., Monji К., Deki H. // Phys. Status. Solidi C. 2010. V.7. P.674; Shcherbyna Ye. S., Torchynska T.V. // Thin Solid Films. 2010. V.518. P.204). Однако получаемые всеми указанными в приведенной литературе способами пленки аморфного кремния являются неоднородными по толщине. По мере увеличения толщины пленки происходит переход структуры от аморфной к микрокристаллической. Неоднородное распределение нанокристаллов по толщине пленки приводит к снижению фоточувствительности (по сравнению с аморфным гидрогенизированным кремнием) и нестабильности при солнечном воздействии таких параметров пленки, как коэффициент поглощения и фотопроводимость.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ получения аморфного кремния с малой долей нанокристаллов, описанный в статьях (Shcherbyna Ye. S., Torchynska T.V. // Thin Solid Films. 2010. V.518. P.204; Han D., Yue G., Lorentzen ID., Lin t, Habuchi H., Wang Qi. // 1 Appl. Phys. 2000. V.87. P.1882; Schubert M.B., Merz R. // Philosophical Magazine. 2009. V. 89. P. 2623). В этих работах аморфный кремний с малой долей нанокристаллов получался методом плазмохимического осаждения смеси газов моносилана (SiKt) и водорода (Hz) на стеклянную подложку "Corning 7059". Объемное отношение газов [SiH4]/[H2] при этом было равно 3, а давление в реакционной камере составляло 30 мТорр.

Однако пленки, получаемые таким способом, также являются неоднородными по толщине, а именно доля кристаллической фазы увеличивается от подложки в сторону роста пленки.

Задачей изобретения является создание тонких пленок наномодифицированного аморфного кремния с малой долей кристаллической фазы, в которых кремниевые нанокристаллы распределены равномерно по толщине пленки.

Технический результат, обеспечивающий решение этой задачи, заключается в формировании кремниевых нанокристаллов непосредственно в плазме тлеющего разряда, что достигается использованием давления в реакционной камере на уровне не ниже 2000 мТорр. Именно формирование нанокристаллов до осаждения на подложку, а не в процессе роста пленки, и позволяет достигать их однородного распределения по толщине формируемой пленки, что отличает данный метод от других известных на сегодняшний день.

Решение поставленной задачи обеспечивается посредством плазмохимического осаждения смеси газов водорода (H2) и тетрафторида кремния (SiF4) на твердотельную подложку при объемном отношении газов [H2]/[SiF4] от 4 до 10. В результате при частоте ВЧ-разряда 30÷80 МГц и плотности мощности 5÷110 мВт/см2 получают пленки аморфного гидрогенизированного кремния, содержащие включения нанокристаллов кремния с объемной долей, не превышающей 15%, и размером не более 10 нм. Давление в реакционной камере поддерживают на уровне не ниже 2000 мТорр, что приводит к формированию кремниевых нанокристаллов непосредственно в плазме тлеющего разряда с их последующим однородным распределением по толщине формируемой пленки.

Кроме того, в предлагаемом способе получения вместо «традиционного» моносилана (SiH4) используют SiF4. Результатом введения фтора в кремниевую пленку является появление ряда благоприятных факторов, таких как высокая фотопроводимость, повышенная подвижность носителей заряда и увеличение длины диффузии носителей заряда.

Заявляемый способ заключается в разложении смеси тетрафторида кремния (SiF4) и водорода (H2) в плазме ВЧ тлеющего разряда с частотой f=30÷80 МГц на кварцевую подложку. Температура подложки в процессе осаждения пленки должна лежать в интервале 170÷250°С. Плотность мощности разряда в реакционной камере при этом равна 5÷110 мВт/см2, а давление газов составляет 2000÷4000 мТорр. Объемное отношение газов в реакционной камере RH=[H2]/[SiF4] можно варьировать в диапазоне от 4 до 10. С увеличением RH доля кристаллической фазы будет увеличиваться.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана блочная технологическая схема получения пленок наномодифицированного аморфного кремния, на фиг.2 схематично изображена внутренняя часть реакционной камеры.

Позициями на чертежах обозначены: 1 - блок смешивания и подачи газов; 2 -вакуумный агрегат; 3 - шкаф управления; 4 - ВЧ-генератор с двухканальным согласующим устройством; 5 - модуль безмасляной откачки; 6 - ВЧ-электрод; 7 - опорный вал вращения с электроприводом; 8 - барабан-подпожкодержатель; 9 - подложки; 10 - ИК-нагреватель.

Ниже представлен пример осуществления изобретения.

Способ может быть реализован в однокамерной установке (например, в установке плазмохимического газофазного осаждения KAI-1200 фирмы «Oerlikon Solar", Швейцария), позволяющей проводить плазмохимическое осаждение из газовой фазы на нагретые твердотельные подложки.

Конструктивно технологический комплекс включает в себя блок смешивания и подачи газов 1, вакуумный агрегат 2, шкаф управления 3 и ВЧ-генератор с двухканальным согласующим устройством 4 (фиг.1).

Схематичное изображение внутренней части реакционной камеры приведено на фиг.2. Установка снабжена модулем безмасляной откачки 5, позволяющим достигать в реакционной камере вакуума 10-5 Па. Для генерации тлеющего разряда в установке используется ВЧ-электрод 6, работающий на частоте 60 МГц.

Приведенная на фиг.2 реакционная камера позволяет осуществлять осаждение сразу на несколько подложек. В центре камеры расположен опорный вал вращения с электроприводом 7, на который устанавливается съемный барабан-подложкодержатель 8. Барабан-подложкодержатель выполнен в виде шестигранника, на боковых гранях которого располагают подложки 9, суммарная площадь которых может достигать 1400 см2. Подложкодержатель электрически изолирован от камеры. Система ИК-нагрева 10 расположена с внутренней стороны подложкодержателя и позволяет задавать его температуру в диапазоне от 100 до 350°С.

Параметры осаждения пленок приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры осаждения пленок
Параметр Значение
Объемная доля газов в реакционной камере Н2: 70%
S1F4:10%
Ar:20%
Температура подложки 200°С
Частота модуляции электрического поля 60 МГц
Давление смеси газов 3000 мТорр
Плотность мощности ВЧ разряда 90 мВт/см2

Вакуумная система на основе турбомолекулярного и форвакуумного насосов обеспечивает в камере предельное остаточное давление 2·10-4 Па. Контроль предельного вакуума и давления технологических газов осуществляется с помощью тепловых и ионизационных преобразователей. Дросселирование потока откачиваемых газов выполняется с помощью специальной магистрали с диафрагмой. Это обеспечивает малые расходы газовой смеси (0,5-1 л/ч) и устраняет необходимость установки скруббера на выходе форвакуумного насоса.

Исследования структурных свойств полученных образцов показали, что при использовании данного метода разложения с приведенными параметрами получают пленки аморфного гидрогенизированного кремния, содержащего нанокристаллы кремния со средним размером 4 нм. Объемная доля кристаллической фазы в полученных пленках составляет 6%. Отклонение от равномерного распределения нанокристаллов по аморфной матрице не превышает 10%. Полученный материал характеризуется стабильными оптическими и фотоэлектрическими параметрами и высокой фоточувствительностью. При использовании заявляемого материала в качестве активного слоя тонкопленочных солнечных преобразователей повышается их КПД и увеличивается срок службы.

Способ получения пленок аморфного гидрогенизированного кремния, содержащих включения нанокристаллов кремния с объемной долей, не превышающей 15%, и размером не более 10 нм, включающий плазмохимическое осаждение смеси газов водорода (H2) и тетрафторида кремния (SiF4) на твердотельную подложку, отличающийся тем, что нанокристаллы кремния формируются непосредственно в плазме тлеющего разряда и распределяются равномерно по толщине пленки за счет использования сочетания технологических параметров осаждения из следующих диапазонов, а именно: объемное отношение газов [H2]/[SiF4] - 4÷10; частота разряда - 30÷80 МГц; плотность мощности разряда - 5÷110 мВт/см2; давление - 2000÷4000 мТорр; температура подложки - 170÷250°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике измельчения материалов. Способ, реализуемый в соответствующем устройстве, содержит этапы, на которых: загружают упомянутый материал в смеси с водой в диспергационную камеру; герметизируют упомянутую диспергационную камеру; подают в герметизированную диспергационную камеру статическое давление 5-30 атм.; обрабатывают содержимое упомянутой диспергационной камеры ультразвуковыми колебаниями с плотностью озвучивания не менее 50 Вт/см2, обеспечивающими звуковое давление на упомянутый материал в смеси с водой, превышающее упомянутое статическое давление в 2-3 раза.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности и представляет собой средство для ухода за кожей, обладающее антифунгальными свойствами, включающее прополис, спирт этиловый и серосодержащий компонент, отличающееся тем, что в качестве серосодержащего компонента содержит серу элементарную нанодисперсную, причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении в мас.%.

Изобретение относится к медицине, а именно к лечебно-профилактической композиции на основе дигидрокверцетина. Лечебно-профилактическая композиция на основе дигидрокверцетина в форме наночастиц размером, включающая фосфатидилхолин растительного происхождения, мальтозу и дигидрокверцетин при определенном соотношении компонентов.

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций.
Изобретение относится к области химии и касается способа окислительной стабилизации волокон из полиакрилонитрила (ПАН), наполненных углеродными наночастицами. Сформированные волокна подвергают термообработке в воздушной среде при нагреве.

Изобретение относится к способу получения лекарственного средства на основе хлорина Е6, включенного в фосфолипидные наночастицы, для применения в качестве средства для фотодинамической терапии.

Изобретение относится к фармацевтической и косметологической промышленности, в частности к наноэмульсиям типа вода в масле для трансдермального применения с биологически активными соединениями.

Изобретение относится к области химии и касается способа окислительной стабилизации волокон из полиакрилонитрила(ПАН), наполненных углеродными нанотрубками. Сформированные волокна подвергают термообработке в воздушной среде при нагреве с сохранением постоянной длины.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники. Плазменный двигатель на наночастицах металлов или металлоидов содержит последовательно расположенные камеру сгорания, один вход в которую служит для ввода твердых наночастиц металла или металлоида в качестве топлива, а другой - для ввода окислителя топлива в виде водяного пара или кислорода, при смешении которых в камере возникает горение, хемоионизационные реакции окисления, дающие тепловой эффект, высокие температуры и образование нагретой плазмы, содержащей жидкие оксиды металлов или металлоидов, устройство охлаждения плазмы до температуры ниже температуры плавления полученных оксидов и образования в нагретой плазме твердых пылевых отрицательно заряженных оксидов металлов или металлоидов, электростатическое или электромагнитное разгонное устройство, которое разгоняет электростатическим или электромагнитным полем истекающую из устройства охлаждения нагретую плазму и создает высокоскоростной поток нагретой пылевой плазмы с высокоскростными отрицательно заряженными оксидами металлов или металлоидов, который истекает в окружающую среду и создает реактивную тягу двигателя.

Использование: для диагностики реальной структуры кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют электронно-микроскопическое и микродифракционное исследования кристалла, при этом в случае присутствия на электронно-микроскопическом изображении исследуемого нанотонкого кристалла картин изгибных экстинкционных контуров проводят анализ симметрии картин контуров и при выявлении элементов симметрии, отличных от тождественного преобразования, по результатам микродифракционного исследования диагностируют реальную структуру одного из симметрично равных участков нанотонкого кристалла, а затем диагностируют реальную структуру другого как симметрично равную реальной структуре исследованного участка, после чего диагностируют реальную структуру нанотонкого кристалла в целом.

Изобретение относится к способу получения алюминий-углеродных композиционных материалов, которые могут найти применение в авиационной, космической и электротехнической промышленности, а также в производстве шарикоподшипников нового поколения. Способ характеризуется тем, что алюминий или алюминий-магниевый сплав расплавляют в расплаве галогенидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов, содержащем от 0.4 до 30 мас.% карбидов металлов или неметаллов с размером частиц от 100 нм до 200 мкм, в течение 0.5-5 ч при температуре 700-750°C. Изобретение позволяет получить однородный, обладающий низкой пористостью и хорошей спекаемостью композиционный материал при снижении температуры процесса. 8ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к плазмохимическим способам получения нанодисперсных порошков методом переконденсации в низкотемпературной азотной плазме. Способ получения нанодисперсных порошков, плакированных никелем, в потоке низкотемпературной азотной плазмы включает помещение в дозатор поршневого типа порошкообразного исходного реагента и подачу его пневмотоком в камеру испарителя, обработку в камере испарителя низкотемпературной азотной плазмой, охлаждение продукта испарения в потоке азота в водоохлаждаемой закалочной камере, расположенной в нижней части испарителя, и улавливание его с помощью фильтра. В качестве исходного реагента используют смесь карбида или нитрида ванадия и металлического никеля, взятых в следующем соотношении, мас.%: карбид или нитрид ванадия - 50÷75, металлический никель - 25÷50. При этом температура плазмы в камере испарителя равна 4000-6000°С, скорость потока плазмы составляет 50-55 м/с, а исходный реагент вводят со скоростью 150-200 г/ч. Получают гетерогенные нанодисперсные порошки карбида или нитрида ванадия, плакированные никелем, с размером частиц менее 100 нм. 6 ил., 2 пр.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к определению содержания микроорганизмов в различных объектах и средах. Способ предусматривает конъюгацию бактерий с электрохимической меткой, в качестве которой используют Fe0, MgFe2O4 или Fe3O4, осуществляемую в водной среде при заданных параметрах. Осуществляют отделение несвязавшихся наночастиц с использованием магнитного поля и помещение рабочего электрода, изготовленного из золота, платины или графитсодержащих материалов, поверхность которого предварительно модифицирована антителами, специфичными к определяемому штамму бактерий, в исследуемый раствор. Электрод выдерживают при заданных параметрах с образованием иммунокомплекса на его поверхности и промывают буферным раствором, содержащим нормальную лошадиную сыворотку и Твин-20. Электрод извлекают из раствора и помещают в электрохимическую ячейку, содержащую LiClO4, растворенный в ацетонитриле, диметилформамиде или диметилсульфоксиде, определяют содержание бактерий по величине аналитического окисления наночастиц, локализованных в иммунокомплексе на поверхности рабочего электрода. Изобретение позволяет увеличить чувствительность анализа, повысить производительность и упростить анализ. 7 ил., 6 пр.

Изобретение относится к биосовместимой конъюгированной полимерной наночастице, дикарбонил-липидному соединению, соединению в виде везикул, мицелл или липосом, содержащих множество наночастиц, включающих указанное дикарбонил-липидное соединение, способу лечения рака или метастаз, биосовместимому полимеру, а также к конъюгату. Биосовместимая конъюгированная полимерная наночастица включает основную цепь сополимера, причем по меньшей мере один мономер полимера содержит две боковые цепи, выбранные из группы, состоящей из карбоновой кислоты, амида и сложного эфира, и указанные боковые цепи отделены друг от друга 1-10 атомами углерода, атомами кислорода или атомами серы, или любыми их комбинациями. Далее вышеуказанная наночастица содержит множество боковых цепей, ковалентно связанных с указанной основной цепью, причем указанные боковые цепи выбраны из группы, состоящей из моносахаридов, дикарбоновых кислот, полиэтиленгликоля и их комбинаций; и множество соединений платины, диссоциируемо связанных с указанной основной цепью. Множество соединений платины связано с указанной основной цепью через по меньшей мере одну координационную связь между карбонильным кислородом карбонильной или амидной группы основной цепи и атомом платины соединения платины. Указанное соединение платины выбрано из соединений Pt(II), соединений Pt (IV) и любых их комбинаций. Также изобретение направлено на дикарбонил-липидные соединения, в которых соединение платины диссоциируемо связано с дикарбонильным соединением. Изобретение также направлено на способы лечения рака и метастаз. Способы включают отбор субъекта, нуждающегося в лечении рака или метастаз, и введение субъекту эффективного количества наночастиц, соединений или композиций изобретения. Технический результат - получение биосовместимых конъюгированных полимерных наночастиц для химиотерапевтического средства на основе платины. 7 н. и 33 з.п. ф-лы, 1 табл., 29 ил., 12 пр.

Изобретение может быть использовано при наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень нанесено покрытие в виде электролитически полученного нанокомпозита, включающего металлическую матрицу с равномерно распределенными в ней наноразмерными частицами активирующего флюса, содержащего фтористые соединения, и наноразмерные частицы карбида или смеси карбидов. Покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 30-92, наноразмерные частицы активирующего флюса 3-5, наноразмерные частицы карбида 5-65. Карбид или смесь карбидов выбраны из группы: карбид вольфрама, карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид титана, карбид ниобия, карбид гафния, карбид тантала, карбид бора, карбид циркония. Проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, обеспечивает мелкокапельный переход электродного металла и позволяет увеличить твердость износостойкого слоя, наплавленного на поверхность деталей, работающих при интенсивном ударно-абразивном износе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при сварке и наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень электрода электролитически нанесено нанокомпозиционное покрытие, включающее металлическую матрицу с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла и редкоземельных металлов. Упомянутое покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 55-96, наноразмерные частицы фторида металла 3-30, наноразмерные частицы редкоземельных металлов 1-15. На поверхность покрытия может быть нанесено дополнительное композиционное покрытие, состоящее из металлической матрицы с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла. Сварочная проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, позволяет улучшить капельный переход электродного металла и механические свойства сварных соединений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области композиционных материалов на основе минеральных вяжущих, таких как портландцемент, глиноземистый цемент, магнезиальные и фосфатные вяжущие, известь, гипс или их смеси, наполненных минеральными наполнителями, включающими фракции углеродных наночастиц. Оно может быть использовано в системах нейтронной защиты ядерных установок. Технический результат заключается в улучшении характеристик материала, обеспечивающих защиту от потоков нейтронного излучения, обеспечении сверхвысокой технологической подвижности рабочей смеси при заливке элементов конструкции. Нанокомпозиционный материал содержит, мас.%: минеральное вяжущее 83,7-83,9, минеральный наполнитель 2,1-2,3, фракция углеродных наночастиц 0,00002, дистиллированная вода 13,79998-14,19998. 4 табл.
Изобретение относится к производству биодизельного топлива из возобновляемых источников сырья и направлено на повышение качества биодизельного топлива как альтернативного источника энергии. Способ получения биодизельного топлива включает подготовку растительного масла с нагревом до температуры 80°C, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с получением двух фракций глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию, полученное биодизельное топливо складируют. Фильтрование, сорбционную очистку и обезвоживание производят в два этапа, на первом этапе - смесь эфиров помещают в центрифугу, вращают с угловой скорость 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, при этом смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают, на втором этапе - легкую фракцию помещают в другую центрифугу, добавляют в нее загрузку в объемном соотношении 1:10, состоящую в мас.% из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, центрифугу вращают с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин в течение 1,0-1,2 часа, при этом удаляют остатки тяжелой фракции. Использование двухэтапного фильтрования смеси эфиров с загрузкой позволяет повысить качество биодизельного топлива, выход, а также продлить ресурс работы двигателя, снизив выбросы вредных загрязнений в атмосферу, при этом экономно расходовать топливные ресурсы. 1 пр.

Изобретение может быть использовано при дуговой сварке и наплавке металлических деталей. На внешней и/или внутренней поверхности металлической оболочки порошковой проволоки выполнено нанокомпозиционное покрытие в виде металлической матрицы с распределенной в ней смесью наноразмерных частиц фторида металла и редкоземельных металлов. Размещенная в полости оболочки шихта содержит шлакообразующие, газообразующие, ионизирующие и легирующие компоненты. Упомянутое покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 55-98, наноразмерные частицы фторида металла 1-30, наноразмерные частицы редкоземельных металлов 1-15. Наноструктурированная порошковая проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, обеспечивает мелкокапельный переход электродного металла и позволяет улучшить механические свойства сварных соединений. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Заявленная группа изобретений относится к области биотехнологии. Заявлен биокатализатор для переэтерификации растительных масел, содержащий в качестве ферментативно-активной субстанции частично разрушенные клетки или клеточные лизаты рекомбинантного штамма-продуцента rE. coli/lip, носитель, состоящий из диоксида кремния и наноструктурированного углерода, и мальтодекстрина или высокомолекулярного полисахарида в качестве влагоудерживающего агента. Биокатализатор готовят путем смешения клеток или клеточных лизатов рекомбинантного штамма-продуцента rE. coli/lip с носителем и влагоудерживающим агентом углеводной природы с последующей сушкой и фракционированием. Способ переэтерификации растительных масел осуществляют как в периодическом режиме в реакторе смешения, так и в непрерывном режиме в проточном реакторе с неподвижным слоем биокатализатора при температуре 60-80°C. Преимуществом изобретения является высокая ферментативная активность биокатализаторов в процессах переэтерификации растительных масел. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 25 пр.
Наверх