The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования в данной работе являются гетероструктурированные полупроводниковые материалы на основе оксида меди и железа (CuFeO2), карбид кремния (SiC) и материалы с фотонным преобразованием.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Бұл жұмыстағы зерттеу объектісі ретінде мыс-темір оксидіне (CuFeO2) негізделген гетероқұрылымды жартылай өткізгіш материалдар, кремний карбиді (SiC), сондай-ақ фотондық түрлендіру қасиеттері бар материалдар қарастырылады.

Aim of work (in Russian) : Цель данного проекта — решить ключевые нерешенные вопросы по разделению зарядов и поглощению света в гетероструктурированных фотокатализаторах путем изучения механизмов в гетероструктурных фотокатализаторах, а также разработки тандемных систем с фотонным преобразованием и систем с внутренним электрическим полем для улучшения фотокаталитических свойств.

Aim of work (in Kazakh) : Осы жобаның мақсаты — гетероқұрылымды фотокатализаторларда зарядтарды бөлу және жарықты жұтуға қатысты шешілмей отырған негізгі мәселелерді айқындау. Бұл мақсат гетероструктуралы фотокатализаторлардағы механизмдерді зерттеу, сондай-ақ фотондық түрлендіруді қолданатын тандемдік жүйелер мен ішкі электр өрісі бар құрылымдарды әзірлеу арқылы фотокаталитикалық қасиеттерді жақсартуды көздейді.

Методы исследования (на русском) : В рамках работы применялись методы электрохимического формирования тонких пленок в трехэлектродной конфигурации, а также методы физического осаждения, включая магнетронное распыление и химическое осаждение из газовой фазы (CVD). Морфология поверхности синтезируемых полупроводниковых материалов (CuFeO2 и SiC) исследовалась с использованием сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Фазовая идентичность, степень кристалличности и химический состав образцов определялись методами рентгеновской дифракции и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Оптические и электронные характеристики полученных материалов анализировались с помощью UV–Vis спектрофотометрии. Фотокаталитические свойства, стабильность и особенности переноса заряда изучались в трехэлектродной электрохимической ячейке с применением потенциостата, солнечного симулятора и монохроматора. В рамках электрохимических испытаний проводились циклическая вольтамперометрия (CV), фотоэлектрохимические измерения (PEC) и электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS).

Методы исследования (на казахском) : Жұмыс аясында жұқа қабықшаларды қалыптастыру үшін үш электродты конфигурацияда электрохимиялық әдістер, сондай-ақ магнетронды шашырату және газ фазасынан химиялық тұндыру (CVD) сияқты физикалық тұндыру әдістері қолданылды. Синтезделген жартылай өткізгіш материалдардың (CuFeO2 және SiC) бет морфологиясы сканирлеуші электрондық микроскопия және атомдық-күштік микроскопия көмегімен зерттелді. Үлгілердің фазалық сәйкестігі, кристаллдық дәрежесі және химиялық құрамы рентгендік дифракция және рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия әдістерімен анықталды. Алынған материалдардың оптикалық және электрондық сипаттамалары UV–Vis спектрофотометрия арқылы талданды. Фотокаталитикалық қасиеттері, тұрақтылығы және заряд тасымалдау ерекшеліктері үш электродты электрохимиялық ұяшықта потенциостат, күн симуляторы және монохроматор пайдалану арқылы зерттелді. Электрохимиялық сынақтар шеңберінде циклдік вольтамперометрия (CV), фотоэлектрохимиялық өлшеулер (PEC) және электрохимиялық импедансдық спектроскопия (EIS) жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе выполнения проекта были отработаны методы получения смешанных оксидных плёнок CuFexOy и карбидных плёнок SiCx различными электрохимическими и физическими методами. Установлены ключевые параметры осаждения и граничные условия формирования однородных структур. Показано, что электрохимическое осаждение биметаллических CuFe плёнок возможно лишь в узком диапазоне pH от 4 до 6, при котором формируются стабильные комплексные соединения меди и железа, отклонение от этого диапазона приводит к гидролизу солей и нарушению однородности покрытия. Методами механохимического синтеза получены порошки CuFexOy, для которых установлена зависимость фазового состава и кристалличности от температуры отжига. Методами магнетронного напыления получены тонкие SiCx-плёнки на подложках FTO и Si.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба барысында әртүрлі электрохимиялық және физикалық әдістер арқылы аралас оксидті CuFexOy қабықшалары мен карбидті SiCx қабықшаларын алу тәсілдері пысықталды. Тұндырудың негізгі параметрлері мен біртекті құрылымдардың түзілуіне қажетті шекті шарттар анықталды. Биметаллды CuFe қабықшаларын электрохимиялық тәсілмен алу тек pH 4–6 аралығындағы тар диапазонда мүмкін екені көрсетілді. Бұл диапазонда мыс пен темірдің тұрақты комплекс түзетін қосылыстары қалыптасады, ал одан ауытқу тұздардың гидролизіне және жабынның біртектілігінің бұзылуына алып келеді. Механохимиялық синтез әдісімен алынған CuFexOy ұнтақтары үшін фазалық құрамның және кристалдық дәреженің қыздыру температурасына тәуелділігі анықталды. Магнетронды шашырату әдісі арқылы FTO және Si подложкаларында жұқа SiCx қабықшалары алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В рамках проекта используются доступные и недорогие материалы на основе меди и железа для синтеза оксидного полупроводника CuFeO2, а также карбид кремния (SiC). Применяемые методы получения (электрохимическое осаждение, магнетронное распыление и CVD) являются энергоэффективными и технологически совместимыми с крупномасштабным производством. Перспективность CuFeO2 определяется возможностью тонкой настройки его электронной структуры за счёт морфологии наличия вакансионных дефектов и стехиометрического соотношения металлов. В проекте рассматриваются различные подходы к улучшению структурной однородности и оптимизации межфазных свойств, что является ключевым фактором повышения эффективности материалов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоба аясында CuFeO2 оксидті жартылай өткізгішін синтездеу үшін мыс пен темірге негізделген қолжетімді және арзанды материалдар, сондай-ақ кремний карбиді (SiC) қолданылуда. Қолданылатын алу әдістері — электрохимиялық тұндыру, магнетронды шашырату және CVD — энергия тиімді әрі ірі көлемді өндіріс технологияларымен үйлесімді. CuFeO2 материалының перспективалығы оның электрондық құрылымын морфология, вакансиялық ақаулар және металдар стехиометриясын өзгерту арқылы дәл реттеуге болатындығымен анықталады. Жоба шеңберінде құрылымдық біртектілікті жақсарту және межфазалық қасиеттерді оңтайландыруға бағытталған әртүрлі тәсілдер қарастырылуда, бұл материалдардың тиімділігін арттырудағы негізгі фактор болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Используемые в проекте оксидные полупроводники и ферроэлектрические материалы которые являются недорогими, нетоксичными и технологически доступными. Синтез проводится методами электрохимического и физического осаждения, что обеспечивает энергоэффективность процессов и возможность масштабирования. Применение ферроэлектрических подслоев позволяет разделять носители заряда за счёт встроенного поляризационного поля, что открывает перспективы для создания более стабильных и эффективных фотоккаталитических систем. Проект направлен на повышение каталитической активности и стабильности гетероструктурированных материалов за счёт управления морфологией, фазовой идентичностью и межфазными взаимодействиями.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба барысында қолданылатын оксидті жартылай өткізгіштер мен ферроэлектрлік материалдар арзан, уытсыз және технологиялық тұрғыдан қолжетімді болып табылады. Синтез электрохимиялық және физикалық тұндыру әдістерімен жүргізіледі, бұл процестердің энергия тиімділігін және оларды ауқымды өндіріске бейімдеу мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Ферроэлектрлік астыңғы қабаттарды қолдану кірістірілген поляризациялық өріс есебінен заряд тасымалдаушыларын бөлуге мүмкіндік береді, бұл неғұрлым тұрақты және тиімді фотокаталитикалық жүйелерді жасауға жол ашады. Жоба гетероструктураланған материалдардың каталитикалық белсенділігі мен тұрақтылығын морфологияны, фазалық сәйкестікті және межфазалық өзара әрекеттесулерді басқару арқылы арттыруға бағытталған.

Field of application (in Russian) : Полученные результаты могут быть использованы в разработке новых фотокаталитических систем на основе оксидных и карбидных материалов для солнечного водоразложения воды. Исследованные гетероструктуры и фотокатализаторы представляют интерес для создания стабильных и энергоэффективных фотокатодов, перспективных для применения в технологиях зеленой энергетики и производства водорода.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелер оксидті және карбидті материалдарға негізделген жаңа фотокаталитикалық жүйелерді, соның ішінде суды күн сәулесімен ыдыратуға арналған технологияларды әзірлеуде қолданылуы мүмкін. Зерттелген гетероқұрылымдар мен фотокатализаторлар жасыл энергетика мен сутегі өндіру салаларына перспективалы, тұрақты және энергия тиімді фотокатодтарды жасау үшін маңызды ғылыми қызығушылық тудырады.