В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Сарсехан Гүлназ Ғалымқызы на тему «Синтез полупроводниковых нанокристаллов на основе соединений селена в трековых темплэйтах» по образовательной программе «8D07140 – Наноматериалы и нанотехнологии».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Ядерной физики, новых материалов и технологий» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - на русском
Официальные рецензенты:
- Мусабек Гаухар Калижанкызы– доктор философии (PhD), доцент кафедры физики твердого тела и нелинейной физики физико-технического факультета КазНУ им. аль-Фараби (г. Алматы, Республика Казахстан).
- Ильясов Бауыржан Рашитович – доктор философии (PhD), профессор IT University, (г. Астана, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
- Сериков Тимур Маратович – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор кафедры «Физики и нанотехнологий», Карагандинского университета имени академика Е.А. Букетова, (г. Караганда, Республика Казахстан).
- Дауренбеков Дулат Хайретенович – доктор философии (PhD), доцент кафедры «Техническая физика» Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, (г. Астана, Республика Казахстан).
- Әбдірахманов Асан Рамазанұлы – PhD, постдокторант отдела химии плазменно-поверхностного взаимодействия, Университет Монса (Монс, Бельгия).
Научные консультанты:
Усеинов Абай Бакытжанович – доктор PhD, ассоциированный профессор кафедры ядерной физики, новых материалов и технологий, НАО «Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева» (г. Астана, Республика Казахстан);
Акылбекова Айман Дуйсембаевна – доктор PhD, и.о. доцента кафедры технической физики НАО «Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева» (г. Астана, Республика Казахстан);
Власукова Людмила Александровна – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник НИЛ материалов и приборных структур микро- и наноэлектроники Белорусского государственного университета (г. Минск, Республика Беларусь).
Защита состоится: 26 августа 2026 года 14:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D071 – Инженерия и инженерное дело» по образовательной программе «8D07140 – Наноматериалы и нанотехнологии» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Заседание диссертационного совета состоится в офлайн и онлайн формате.
Ссылка: https://clck.ru/3U8QXN
Адрес: г. Астана, ул. Кажымукана 13, аудитория 309.
Аннотация (рус.): АННОТАЦИЯ диссертационной работы Сарсехан Гүлназ Ғалымқызы «Синтез полупроводниковых нанокристаллов на основе соединений селена в трековых темплэйтах» представленной на соискание степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D07140-Наноматериалы и нанотехнологии» Цель исследования. Синтез нанокристаллов ZnSeО3 и CuSeO3 в трековых темплэйтах SiO2/Si и исследование эволюции их структурных, оптических и электронных свойств в зависимости от условий осаждения и последующих термообработок. Задачи исследования. Для достижения поставленной цели диссертационной работы были сформулированы следующие задачи: 1. Отработка режимов получения нанокристаллов ZnSeO3 и CuSeO3 методом химического и электрохимического осаждения в нанопоры темплейта SiO2/Si и оценка влияния параметров осаждения на заполняемость нанопор, поверхностную агломерацию и морфологию наноструктур; 2. Определение кристаллической структуры и фазового состава наноструктур ZnSeO3 и CuSeO3 полученных при различных режимах осаждения, а также оценка влияния вакуумного отжига на кристаллическое строение; 3. Изучение вольт-амперных характеристик отожженных и неотоженных образцов, определение типа и значения удельной проводимости в зависимости от времени выращивания и температуры отжига. 4. Изучение эволюции электронных свойств посредством анализа спектров фотолюминесценции отожженных и неотоженных образцов ZnSeO3 и CuSeO3. Методы синтеза и исследования. Облучение образцов SiO2/Si ионами ксенона с энергией 200 МэВ при флюенсе от 107 до 108 ионов/см2 на ускорителе DC-60 в Астане, Казахстан. Химическое травление облученных быстрыми ионами образцов SiO2/Si в 4%-ном водном растворе плавиковой кислоты (HF) для формирования массива вертикально ориентированных пор в матрице SiO2 (трековых темплэйтов SiO2пор/Si). Химическое (ХО) и электрохимическое осаждение (ЭХО) селенитов цинка и меди в трековые темплэйты. Анализ поверхности сформированных нанокомпозитов методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Изучение кристаллической структуры полученных нанокомпозитов методом рентгеноструктурного анализа (РСА). Исследование излучательных свойств образцов методом фотолюминесценции с использованием спектрофлуориметра СМ2203. Исследование электрофизических свойств синтезированных образцов путем анализа вольт-амперных характеристик (ВАХ) с использованием источника тока HP 66312A, мультиметра 34401А и потенциостата/гальваностата VersaStat 3 (Ametek). Расчет электронной структуры кристаллов ZnSeO3 и CuSeO3 путем моделирования с использованием лицензионной программы CRYSTAL. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Для ZnSeO3 наилучшее заполнение пор темплэйта (до 90%) достигается при экспозиции в 30 минут при ХО и при напряжении 1,75 В и времени экспозиции 10 минут при ЭХО. В случае CuSeO3 время наилучшего заполнения пор составило 60 минут. С увеличением времени осаждения для обоих кристаллов наблюдается небольшое увеличение размеров зерен и улучшение соотношения кристаллической фазы к аморфной фазе. 2. Отжиг ZnSeO3 при 800°C и 1000°C ведет к его фазовым превращениям с появлением смешанных фаз ZnSeO3+ZnSe и ZnSeO3+ZnO, соответственно, что обусловлено потерей кислорода и селена. В случае CuSeO3 отжиги при 800°C и 1000°C приводят к полным полиморфным превращениям, соответственно, в моноклинную и триклинную систему. Для обоих кристаллов отжиг в 800°C и 1000°C ведет к последовательному увеличению размеров зерен за счет быстрой рекристаллизации нанокристаллов. 3. Установлено, что нелинейный характер вольт-амперных характеристик ZnSeO3 и CuSeO3 связан со случайной кристаллографической ориентацией зерен и вариациями их размеров и состава. Электропроводность нанокристаллов ZnSeO3 и CuSeO3 существенно зависит от фазового состава и наличия дефектов и искажений на границе зерен. 4. В ZnSeO3 наблюдаемые полосы свечения обусловлены наличием комплексов собственных вакансионных и междоузельных дефектов. Отжиг в 800°C и 1000°C приводит к значительному улучшению кристалличности, а сохранение расположения полос свечения в ZnSeO3 после отжигов связано с однородностью электронного строения дефектов в двухфазных кристаллах. В CuSeO3 свечение также обусловлено наличием электронных переходов на донорно-акцепторных дефектах. После отжигов в 800°C и 1000°C полосы свечения в видимой области исчезают, переходя в безизлучательные переходы, такие как внутрицентровое тушение на ионах Cu2+ и рассеяние на фононах. Описание основных результатов исследования. Данная диссертационная работа посвящена синтезу и исследованию нанокристаллов селенита цинка и селенита меди в трековом темплэйте SiO2/Si. Были проведены работы по формированию трековых темплейтов на основе структур SiO2/Si. Структуры облучались на ускорителе ДЦ-60, проходили химическую обработку с вытравливанием треков. Выбранный режим облучения (Ф=108 см-2) позволил получить равномерное распределение нанопор. Проведен темплейтный синтез с химическим и электрохимическим осаждением на основе соединений селена содержащих растворов, изучены фотолюминесцентные и электрофизические свойства наноструктур ZnSeO3 и CuSeO3 с осажденными в поры SiO2. Проведено квантово-химическое моделирование с использованием пакета программ CRYSTAL. Компьютерное моделирование показало, что ZnSeO3 является непрямозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны равной 3.8 эВ. CuSeO3 является непрямозонным полупроводником с шириной запрещенной зоны 3.97 эВ. Исследованы влияния высокотемпературной обработки на структуру и фотолюминесценцию нанокристаллов селенита цинка (ZnSeO3) и селенита меди (CuSeO3), осажденных на трековые шаблоны SiO2/Si. Обоснование новизны и важности полученных результатов. Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в следующем: Впервые методами ХО и ЭХО синтезированы массивы нанокристаллов селенитов цинка и меди в трековых темплэйтах SiO2/Si, определены оптимальные режимы осаждения для максимального заполнения пор темплэйта. Изучено воздействие высокотемпературной обработки на структурно-фазовый состав и люминесцентные свойства синтезированных селенитов. На основе комплексного анализа вольт-амперных характеристик полученных нанокомпозитов с использованием «перколяционной» модели проведена оценка типа проводимости и изменения удельной проводимости в зависимости от температуры отжига. Соответствие направлениям развития науки или государственным программам. Работа выполнена в рамках грантового проекта МНВО РК AP13268607 «Особенности формирования полупроводниковых наноструктур в трековом темплэйте SiO2/Si». Описание вклада соискателя в подготовку каждой публикации. В рамках исследовательской работы было опубликовано 3 статьи в международных рецензируемых научных журналах, входящих в базу данных Scopus, и 2 статьи в журналах, рекомендованных ККСОН. Список опубликованных статьей: 1. Dauletbekova A., Sarsekhan G. et al. Ion-track template synthesis and characterization of ZnSeO3 Nanocrystals // Crystals. – 2022. – Vol. 12, Issue 6. – P. 817-1-817-14. 2. Aralbayeva G., Sarsekhan G. et al. The Thermal Stability and Photoluminescence of ZnSeO3 Nanocrystals Chemically Synthesized into SiO2/Si Track Templates // Crystals. – 2024. – Vol. 14, Issue 8. – P. 730. 3. Sarsekhan G. et al. The Influence of Annealing on the Structural, Optical and Electrical Properties of Copper Selenite Nanocrystals Synthesized by the Chemical Deposition Method // Crystals. – 2025. – Vol. 15, Issue 12. – P. 1060. 4. Акылбекова А., Сарсехан Г., Даулетбекова А., Баймуханов З., Усеинов А. Мырыш селениді негізіндегі нанокристалдардың рамандық талдауы. // Вестник НЯЦ РК. – 2023. – №4 (96). – C. 77-84. 5. Akylbekova A.D., Sarsekhan G. et al. Formation of zinc selenite nanostructures in SiO2/Si track templates with the use of two kinds of electrolytes // Bulletin of the L.N. Gumilyov Eurasian National University physics. – 2023. – Vol. 145, Issue 4. – P. 6-16. Вклад соискателя в подготовку данных статей. Проведены эксперименты и обработка полученных данных, написание оригинального текста с соблюдением требований научных публикаций, также проделана тщательная проверка существующей литературы по заданной теме исследования.
Отзыв зарубежного консультанта
