CVD Synthesis of Graphitic Carbon Nitride Films from Melamine

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A CVD technique has been developed for the deposition of homogeneous graphitic carbon nitride films on silicon and quartz glass substrates using melamine as a precursor. Layer-by-layer deposition at low precursor loadings makes it possible to deposit a film up to 1.4 µm thick; however, it is possible to achieve large thicknesses by multiple repetition of the experimental cycle. The effect of synthesis parameters on the surface morphology of deposited layers has been studied by scanning electron microscopy. The chemical composition and structure of graphitic carbon nitride films are confirmed by a set of spectroscopic methods and X-ray diffraction. The optical properties have been studied using diffuse reflectance spectroscopy. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction analysis have shown that films deposited at temperatures of 550–650°C have a layered microcrystalline structure. The bandgap of the obtained samples was 2.76–2.93 eV.

About the authors

E. N. Ermakova

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

E. A. Maksimovskii

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

I. V. Yushina

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

M. L. Kosinova

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ermakova@niic.nsc.ru
630090, Novosibirsk, Russia

References

  1. Liu Y.Y., Cohen M.L. // Science. 1989. V. 245. P. 841. https://doi.org/10.1126/science.245.4920.841
  2. Deng X., Hattori T., Umehara N. et al. // Thin Solid Films. 2017. V. 621. P. 12. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2016.11.025
  3. Contreras E., Bolívar F., Gómez M.A. // Surf. Coat. Technol. 2017. V. 332. P. 414. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.05.095
  4. Liu X., Umehara N., Tokoroyama T. et al. // Tribol. Int. 2019. V. 131. P. 102. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.10.022
  5. Li X., Xing M. // Comput. Mater. Sci. 2019. V. 158. P. 170. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2018.11.004
  6. Wu Q., Qianku Hu Q, Hou Y. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2018. V. 30. P. 385402. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aada2c
  7. Du J., Li X. // J. Alloys Compd. 2020. V. 815. P. 152324. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152324
  8. Khanis N.H., Ritikos R., Kamal S.A.A. et al. // Materials. 2017. V. 10. P. 102. https://doi.org/10.3390/ma10020102
  9. Kovacevic E., Strunskus T., Santhosh N.M. et al. // Carbon. 2021. V. 184. P. 82. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.08.008
  10. Fina F., Callear S.K., Carins G.M. et al. // Chem. Mater. 2015. V. 27. P. 2612. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b00411
  11. Dong G., Zhang Y., Pan Q. et al. // J. Photochem. Photobiol. C. 2014. V. 20. P. 33. https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2014.04.002
  12. Fu J., Yu J., Jiang C. et al. // Adv. Energy Mater. 2018. V. 8. P. 1701503. https://doi.org/10.1002/aenm.201701503
  13. Козлов Д.А., Артамонов К.А., Ревенко А.О. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 5. С. 646. https://doi.org/10.31857/S0044457X22050105
  14. Fidan T., Torabfam M., Saleem Q. et al. // Adv. Energy Sustain. Res. 2021. V. 2. P. 3. https://doi.org/10.1002/aesr.202000073
  15. Peng G., Xing L., Barrio J. et al. // Angew. Chem. 2018. V. 57. P. 1186. https://doi.org/10.1002/anie.201711669
  16. Darkwah W.K., Ao Y. // Nanoscale Res. Lett. 2018. V. 13. P. 388. https://doi.org/10.1186/s11671-018-2702-3
  17. Guo W., Ming S., Chen Z. et al. // ChemElectroChem. 2018. V. 5. P. 3383. https://doi.org/10.1002/celc.201801045
  18. Majumder S. // Micro and Nano Technologies: Nanostructured Materials for Visible Light Photocatalysis. Amsterdam: Elsevier, 2022. P. 47. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.08.078
  19. Wang J., Miller D.R., Gillan E.G. // Chem. Commun. 2002. P. 2258. https://doi.org/10.1039/B207041C
  20. Yadav R.M., Kumar R., Aliyan A. // New J. Chem. 2020. V. 44. P. 2644. https://doi.org/10.1039/C9NJ05108B
  21. Thomas A., Fischer A., Goettmann F. // J. Mater. Chem. 2008. V. 18. P. 4893. https://doi.org/10.1039/B800274F
  22. Sattler A., Pagano S., Zeuner M. // Chem. Eur. J. 2009. V. 15. P. 13161. https://doi.org/10.1002/chem.200901518
  23. Hong Y., Li C., Li D. et al. // Nanoscale. 2017. V. 9. P. 14 103. https://doi.org/10.1039/C7NR05155G
  24. Vu N.N., Nguyen C.C., Kaliaguine S. et al. // ChemSusChem. 2018. V. 12. P. 291. https://doi.org/10.1002/cssc.201802394
  25. Vasilchenko D., Zhurenok A., Saraev A. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 445. P. 136721. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136721
  26. Miller T.S., Belen Jorge A., Suter T.M. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 19. P. 15613. https://doi.org/10.1039/C7CP02711G
  27. Durairaj A., Sakthivel T., Ramanathan S. et al. // ACS Omega. 2019. V. 4. P. 6476. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b03279
  28. Dongmei He, Du L., Wang K. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 1986. https://doi.org/10.1134/S0036023621130040
  29. Zhang Y.M., An C.W., Zhang D.F. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. P. 679. https://doi.org/10.1134/S0036023621050223
  30. Сериков Т.М., Ибраев Н.Х., Исайкина О.Я. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 1. С. 107. https://doi.org/10.31857/S0044457X21010074
  31. Cesaria M., Caricato A.P., Martino M. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. P. 031105. https://doi.org/10.1063/1.4890675
  32. Reddy K.R., Reddy C.H.V., Nadagouda M.N. et al. // J. Environ. Manage. 2019. V. 238. P. 25. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.075
  33. Dubov O., Marcé J.G., Fortuny A. et al. // J. Mater. Sci. 2022. V. 57. P. 4970. https://doi.org/10.1007/s10853-022-06906-5
  34. Kang Y., Yang Y., Yin L.C. et al. // Adv. Mater. 2015. V. 27. P. 4572. https://doi.org/10.1002/adma.201501939

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (149KB)
Indexing metadata
3.

Download (1MB)
Indexing metadata
4.

Download (509KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Е.Н. Ермакова, Е.А. Максимовский, И.В. Юшина, М.Л. Косинова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».