Комбинационное рассеяние света и электронная микроскопия нанокомпозитов со структурой металлическое ядро-углеродная оболочка

Выполнены исследования структурного состояния углерода в нанокомпозитах на основе металлов (Fe, Ni, Co и Ag), капсулированных в углерод, полученных методом газофазного синтеза, с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Средний диаметр частиц исходных нанокомпозитов после газофазного синтеза, включая углеродную оболочку, составляет величину менее 15 nm и может варьироваться как функция условий и режимов получения. Оболочка исходных нанокомпозитов независимо от типа металлического ядра состоит из углеродных фрагментов в виде искривленных слоев с размерами менее 10 nm в латеральном направлении. В исходных нанокомпозитах отсутствует периодичность упаковки углеродных слоев в радиальном и в латеральном направлении. Предположительно, структура покрытия подобна структуре стеклоуглерода, для которого характерно искривление углеродных слоев в разных направлениях, что требует наличия внутри слоев наряду с обычными гексагональными ячейками пентагональных и гептагональных ячеек. Температурная обработка исходных нанокомпозитов Fe@C и Ni@C в бутане (700$^\circ$C, 60 min) существенно увеличивает толщину углеродного покрытия и повышает степень упорядоченности искривленных углеродных фрагментов как в латеральном, так и в радиальном направлении. В композитах с Fe, Ni и Co, наряду с данной формой углерода, образуются полупроводниковые нанотрубки диаметром 1.3–1.5 nm. В композитах с наночастицами серебра наблюдается эффект флуктуирующего во времени гигантского усиления интенсивности комбинационного рассеяния света.