Влияние морфологии и структуры поверхности на газсорбирующие свойства нанокомпозитных материалов SiO$_2$CuO$_x$: исследования рентгеноспектральными методами

Нанокомпозитные тонкие пленки SiO$_2$CuO$_x$ были синтезированы золь-гель методом при осаждении из растворов, содержащих 1, 3, 5, 7 mass.% меди. Исследования морфологии поверхности методом сканирующей электронной микроскопии показали, что изменение концентрации меди в исходном растворе влияет на размер и количество образующихся кратерообразных пор в аморфной матрице диоксида кремния, а также на локализацию кристаллитов меди на поверхности пленок. По результатам исследований методами рентгеновской спектроскопии поглощения (XANES) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) было установлено, что структура кристаллитов формируется, в основном, двухвалентным оксидом меди (CuO), однако при увеличении концентрации меди в исходном растворе, наблюдается систематический рост содержания Cu$_2$O. Кроме того, при 1 и 7 mass% меди в поверхностных слоях вероятно образование нескольких двухвалентных оксидов меди (Cu(OH)$_2$, CuO, CuSiO$_3$ ), что приводит к ухудшению газочувствительных характеристик материала. Установлено, что оптимальный набор параметров (наличие пор, локализация кристаллитов, фазовый состав меди в кристаллитах) для лучших газочувствительных характеристик композитных пленок SiO$_2$CuO$_x$ формируется при 3 и 5 mass% меди в исходном растворе.