CONTROLLED FORMATION OF Fe NANOPARTICLES IN SILICA
I. Šimkienė^a, G.J. Babonas^a, A. Rėza^a, M. Baran^b, R. Szymczak^b, J. Sabataitytė^a, and A. Suchodolskis^a
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: irena@pfi.lt
^bInstitute of Physics, PAN, Al. Lotników 32 / 46, 02-668 Warsaw, Poland

Received 24 January 2006

The SiO₂:Fe films on Si substrates were produced by sol–gel and spinning techniques. Hybrid organic–inorganic precursor (tetraethoxysilane–FeCl₃) and organic alkoxide precursor modified from Fe acetate were used. The Fe nanoparticles have been formed by various technological procedures. The structural, magnetic and optical characteristics of (SiO₂:Fe)/Si samples depending on technology of sample preparation were examined. The size of Fe nanoparticles was shown to be controlled by precursor preparation procedure. It was found that Fe-containing nanocrystals of average size∼40 nm were formed by “one-pot” technique from the mixture of solutions containing Fe salts and freshly prepared colloidal tetraethoxysilane (TEOS). In contrast, in the “two-pots” procedure, the components of precursor were prepared non-simultaneously and the structurized TEOS sol was used. In the latter case, Fe nanoparticles were distributed in size over a larger range with a mean value at ∼25 nm. It was hence concluded that precursor-controlled formation of Fe nanoparticles can be achieved using different sol–gel technological procedures.

GELEŽIES NANODALELIŲ SILICIO OKSIDE VALDOMAS FORMAVIMAS
.I. Šimkienė^a, G.J. Babonas^a, A. Rėza^a, M. Baran^b, R. Szymczak^b, J. Sabataitytė^a, A. Suchodolskis^a
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bLenkijos MA Fizikos institutas, Varšuva, Lenkija

SiO₂:Fe sluoksniai ant Si padėklų buvo pagaminti, panaudojant zolio–gelio ir sukimo centrifūgoje metodikas. Buvo ruošiamas hibridinis tetraetoksisilano prekursorius, kurio sudėtyje buvo FeCl₃, arba organinis alkoksidinis prekursorius, modifikuotas geležies acetatu. Fe nanodalelės buvo formuojamos, panaudojant įvairias technologines procedūras. Buvo tiriamos (SiO₂:Fe)/Si bandinių sandaros, magnetinių ir optinių savybių priklausomybės nuo darinių paruošimo technologijos. Parodyta, kad Fe nanodalelių didumą galima valdyti prekursorių paruošimo procedūra. Nustatyta, kad∼40 nm vidutinį didumą turinčios Fe nanodalelės susiformuoja tuomet, kai naudojama „vieno indo” metodika, ruošiant prekursorių iš Fe druskų ir šviežiai pagaminto koloidinio tetraetoksisilano (TEOS) tirpalų. Kita vertus, „dviejų indų” metodikoje prekursoriaus sandai buvo ruošiami ne tuo pačiu metu ir panaudojamas struktūrizuoto TEOS zolis. Tokiu atveju Fe nanodalelių didumai buvo išsidėstę platesniame intervale, bet vidutinė vertė (∼25 nm) buvo mažesnė.