The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются тонкие полупроводниковые пленки диоксида титана TiO2, а также мощный импульсный ионный пучок наносекундной длительности.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектілері - титан диоксиді TIO2 жұқа жартылай өткізгіш пленкалары, сондай-ақ қуатты наносекундтық импульстік иондық сәуле.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка научных основ ресурсоэффективной технологии производства фотоактивных материалов на базе модифицированных импульсным ионным пучком полупроводниковых покрытий диоксида титана. Проект направлен на разработку полного цикла производства фотоактивных материалов для разложения воды, включая синтез покрытий и их импульно-пучковую модификацию с целью повышения фотокаталитической активности посредством структурной модификации. Помимо импульсно-пучковой модификации покрытий, в рамках проекта также выполняются работы по модификации фотоактивных свойств TiO2 покрытий за счет использования дополнительных компонентов на стадии синтеза.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты импульстік иондық сәулемен модификацияланған титан диоксиді жартылай өткізгіш жабындары негізінде фотоактивті материалдарды өндірудің ресурсты үнемдейтін технологиясының ғылыми негіздерін әзірлеу болып табылады. Жоба құрылымдық модификация арқылы фотокаталитикалық белсенділікті арттыру мақсатында жабындарды синтездеу және олардың импульстік-сәулелік модификациясын қоса алғанда, суды ыдыратуға арналған фотоактивті материалдар өндірісінің толық циклін дамытуға бағытталған. Жабындардың импульстік-сәулелік модификациясынан басқа, жоба сонымен қатар синтез сатысында қосымша компоненттерді қолдану арқылы жабындардың TiO2 фотоактивті қасиеттерін өзгерту бойынша жұмыстарды орындайды.

Методы исследования (на русском) : Методика исследований: рентгеноструктурный анализ (Rigaku SmartLab® X-ray diffraction (XRD) system), анализ методом растровой электронной микроскопии (Carl Zeiss Crossbeam 540 with GEMINI II Scanning Electron Microscope), оптическая спектрофотометрия (Perkin Elmer UV-VIS-NIR spectrophotometr), фотоэлектрохимическая ячейка с симулятором солнечного излучения (Photoelectrochemical cell – PEC). Обработка импульсным ионным пучком наносекундной длительности проводилась на ускорителе INURA.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістемесі: рентгендік құрылымдық талдау (Rigaku SmartLab® рентгендік дифракция (XRD) жүйесі), сканерлеу электронды микроскопиясы (Carl Zeiss Crossbeam 540, GEMINI II сканерлеуші электронды микроскоппен), трансмиссиялық электронды микроскопия арқылы талдау (JEOL JEM-1400 Plus Transmission Electron) Микроскоп), оптикалық спектрофотометрия (Perkin Elmer UV-VIS-NIR спектрофотометр), күн сәулесінің симуляторы бар фотоэлектрохимиялық ұяшық (Photoelectrochemical cell – PEC). Наносекундтық импульсті ионды сәулемен өңдеу INURA үдеткішінде жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате исследований, проведенных в первый год реализации проекта, созданы покрытия TiO2 методами магнетронного распыления и спин-коутинга. Проведена оптимизация параметров магнетронного напыления TiO2 покрытий, позволившая синтезировать пленки диоксида титана с повышенными фотоактивными свойствами. Проведено исследование первеанса диода. Оптимизированы параметры импульсного ионного ускорителя с целью получения ионного пучка, применимого для модификации тонкопленочных покрытий интенсивными потоками наносекундной длительности заряженных частиц. Также разработана тепловизионная диагностика параметров импульсного ионного пучка, включая изготовление дополнительных компонентов выводного окна импульсного ионного ускорителя. Научной новизной является применение для модификации фотоактивных тонкопленочных материалов импульсного ионного пучка с высокой плотностью тока (полный ток пучка составляет более 5000 А), в то время, как традиционные непрерывные ионные пучки имеют ток порядка 10-6 А и менее. В результате будет достигаться сверхбыстрая модификация материалов (отжиг, рекристаллизация, изменение морфологии, наноструктурирование поверхности, образование вакансий кислорода) за счет высокой плотности тока пучка и его наносекундной длительности.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның бірінші жылында жүргізілген зерттеулер нәтижесінде магнетронды шашырату және айналдыру арқылы TIO2 жабындары жасалды. TIO2 жабындарының магнетрондық шашырату параметрлерін оңтайландыру жүргізілді, бұл фотоактивті қасиеттері жоғарылаған титан диоксиді пленкаларын синтездеуге мүмкіндік берді. Диодтың өткізгіштігі зерттелді. Импульстік иондық үдеткіштің параметрлері зарядталған бөлшектердің интенсивті наносекундтық ағындары арқылы жұқа пленкалы жабындарды модификациялау үшін қолданылатын иондық сәулені алу үшін оңтайландырылған. Импульстік иондық сәуленің параметрлерінің термиялық диагностикасы да әзірленді, оның ішінде импульстік иондық үдеткіштің шығыс терезесі үшін қосымша компоненттерді жасау. Ғылыми жаңалық фотоактивті жұқа пленкалы материалдарды модификациялау үшін жоғары ток тығыздығы бар импульстік иондық сәулені (жалпы сәуле тогы 5000 А-дан астам) пайдалану болып табылады, ал дәстүрлі үздіксіз иондық сәулелер 10-6 А ретті токқа ие немесе одан аз. Нәтижесінде жоғары сәулелік ток тығыздығы және оның наносекунд ұзақтығы есебінен материалдардың ультра жылдам модификациясына (жандандыру, қайта кристалдану, морфологияның өзгеруі, беттік наноқұрылымдау, оттегінің бос орындарының қалыптасуы) қол жеткізіледі.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработана тепловизионная диагностика распределения плотности энергии импульсного ионного пучка наносекундной длительности, включая изготовление дополнительных конструкционных элементов диодной камеры ускорителя

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Наносекундтық импульстік иондық сәуленің энергия тығыздығының таралуының термобейнелеу диагностикасы әзірленді, оның ішінде үдеткіш диодтық камераның қосымша құрылымдық блоктарын жасау.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Проект направлен на повышение эффективности генерации водорода посредством разложения воды фотоактивным покрытием на базе диоксида титана в фотоэлектрохимической ячейке при воздействии излучения от симулятора солнечного света.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба күн сәулесінің симуляторынан сәулелену әсерінен фотоэлектрохимиялық ұяшықта титан диоксиді негізіндегі фотоактивті жабынмен суды ыдырату арқылы сутегі генерациясының тиімділігін арттыруға бағытталған.

Field of application (in Russian) : Область применения: нанотехнологии, водородная энергетика, полупроводниковые фотоактивные материалы.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану аясы: нанотехнологиялар, сутегі энергиясы, жартылай өткізгіш фотоактивті материалдар.