WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 

«ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК С ИНКАПСУЛИРОВАННЫМИ НАНОСТРУКТУРАМИ ...»

На правах рукописи

Федотов Павел Владимирович

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ

НАНОТРУБОК С ИНКАПСУЛИРОВАННЫМИ НАНОСТРУКТУРАМИ

01.04.21 – Лазерная физика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата

физико-математических наук

Москва – 2016

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении

науки Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, Образцова Елена Дмитриевна

Официальные оппоненты: Олейников Владимир Александрович доктор физико-математических наук, Институт биоорганической химии им. М.М.

Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, лаборатория молекулярной биофизики, заведующий лабораторией.

Мельник Николай Николаевич кандидат физико-математических наук, Физический Институт им. П.Н. Лебедева РАН, лаборатория физики неоднородных систем, ведущий научный сотрудник.

Ведущая организация: Институт спектроскопии РАН.

Защита состоится 27 февраля 2017 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д 002.063.02 при Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН по адресу 119991, ГСП-1, Москва, ул. Вавилова, д. 38, корп. 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН и на сайте http://gpi.ru Автореферат разослан «____» декабря 2016 г.



Учёный секретарь диссертационного совета Макаров Вячеслав Петрович тел. +7 (499) 503-83-94

I.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования Создание новых наноматериалов, обладающих уникальными оптическими и электронными свойствами - одно из наиболее динамично развивающихся направлений в современной нелинейной оптике, оптоэлектронике и наноэлектронике. Уникальность свойств наноматериалов обуславливается, в первую очередь, пониженной размерностью структуры, и, как следствие, квантово-размерным эффектом. Одностенные углеродные нанотрубки (ОУН) – пример такого наноматериала с пониженной размерностью (1D). Для ОУН свойственна высокая механическая и химическая устойчивость, большая концентрация и мобильность носителей заряда, быстрая кинетика релаксации возбуждения, характерная (для квазиодномерной системы) резонансная электронная структура, большая эффективная длина свободного пробега электронов (режим баллистического транспорта заряда).

Превосходные характеристики одностенных углеродных нанотрубок делают этот наноматериал интересным во многих областях применения. Одно из наиболее перспективных направлений – использование ОУН в качестве нанореактора для синтеза принципиально новых одномерных структур внутри нанотрубок. Синтезированные таким образом 1D структуры могут обладать собственными привлекательными свойствами или использоваться как гибридный наноматериал (1D структура внутри ОУН), в котором желаемые свойства достигается за счёт синергии.

Благодаря собственным уникальным свойствам одностенные углеродные нанотрубки являются идеальным нанореактором. Поскольку эффект локализации вещества внутри ОУН в процессе синтеза оказывает существенное влияние на структуру формируемого материала, критически важным является контроль за размером и структурой (геометрией) нанотрубок.

Контроль геометрии ОУН – актуальная задача, над которой работают исследователи по всему миру. Получение монодисперсной фракции нанотрубок (одна геометрия) или узко дисперсной фракции нанотрубок (узкое распределение по геометриям) предоставит уникальный контроль над параметрами нанореактора и, как результат, продуктами синтеза.

Для модификации оптических и электронных свойств ОУН (например, для увеличения оптической прозрачности и электрической проводимости) используются различные методы функционализации нанотрубок. Одно из наиболее перспективных направлений - заполнение нанотрубок различным веществом, являющимся донором/акцептором электронов. В процессе синтеза ОУН может выступать как нанореактор для формирования 1D кристаллической структуры внутри, а после формирования за счет эффекта переноса электрического заряда структура-«гость» происходит модификация свойств нанотрубки-«хозяина». Созданный таким образом гибридный наноматериал обладает более высокими конкурентными характеристиками.

При использовании ОУН в качестве нанореактора можно синтезировать другой тип гибридного наноматериала, в котором нанотрубка и сформированная внутри одномерная структура практически не будут взаимодействовать. В этом случае нанотрубка-«хозяин» служит роль защитного контейнера от различных физических и химических возмущений, а защищенная структура-«гость» – функциональную роль: например, как люминесцентный маркер.

Нанополосы графена (НПГ) - новый наноматериал, привлекающий внимание многих исследователей по всему миру. НПГ наследуют уникальные свойства ОУН, но при этом обладают существенными преимуществами.

Отличительная особенность сверхузких нанополос графена (ширина порядка 1 нм) - это существенная зависимость электронной структуры от ширины полосы и, в особенности, от архитектуры края: кристаллографического расположения атомов углерода и типа атомов или атомных групп, пассивирующих края.

Данный эффект предоставляет возможность уникального контроля электронной структуры НПГ через дизайн краевой структуры.

Синтез нанополос графена внутри ОУН методом «bottom-up» одно из наиболее перспективных направлений, поскольку позволяет получать сверхузкие «идеальные» (с атомарной точностью кристаллической структуры) нанополосы, а также контролировать ширину нанополосы и детальную архитектуру ее края.

Основная цель работы Методом использования одностенной углеродной нанотрубки в качестве нанореактора, сформировать новые материалы: гибридную структуру при заполнении нанотрубки эффективным акцептором электронов – CuCl и сверхузкие нанополосы графена внутри нанотрубок при заполнении молекулами коронена. Методами комплексной лазерной оптической спектроскопии и электронной микроскопии провести исследование уникальных оптических и электронных свойств сформированных новых наноматериалов.

В соответствии с основной цели работы, были сформулированы следующие конкретные задачи:

На основе комбинированной лазерной оптической спектроскопии провести 1.

разработку и оптимизацию условий синтеза для получения монодисперсной фракции ОУН. Выявить влияние композиции и структуры катализатора на селективность роста ОУН.

Разработать и оптимизировать новый метод полимерно-водных фаз (ПВФ) 2.

для получения ОУН, сортированных по типу электрической проводимости (полупроводниковые/металлические), идентифицированному методами оптической спектроскопии.

Разработать и оптимизировать методы формирования сред (тонкие пленки, 3.

«buckypaper») оптического качества для проведения экспериментов по использованию ОУН в качестве нанореактора: синтеза различных одномерных структур внутри нанотрубок Экспериментально исследовать функционализацию ОУН различного 4.

среднего диаметра при газофазном заполнении сильным акцептором электронов (CuCl). Охарактеризовать особенности синтезированного нового гибридного материала CuCl@ОУН методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ВР-ПЭМ) и комбинированной лазерной оптической спектроскопии: комбинационное рассеяние света (КРС), спектроскопия оптического поглощения света (ОПС) и фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛС).

Получить и применить сортированные по типу электрической 5.

проводимости ОУН для синтеза гибридного материала CuCl@ОУН.

Экспериментально исследовать влияние типа электрической проводимости нанотрубок на оптические и электрические характеристики синтезируемого гибридного наноматериала.

С использованием ОУН в качестве нанореактора сформировать новые 6.

оптически активные одномерные наноструктуры методом «bottom-up»

самосборки полиароматических молекул внутри нанотрубок. Разработать и оптимизировать синтез сверхузких нанополос графена (НПГ) и других 1D углеродных наноструктур внутри ОУН.

Исследовать синтезированные сверхузкие НПГ и другие 1D углеродные 7.





наноструктуры методами комбинированной лазерной оптической спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.

Методы исследования, достоверность и обоснованность В ходе экспериментальной исследовательской работы использовались одностенные углеродные нанотрубки, синтезированные различными методами:

методом электро-дугового разряда (средний диаметр 1,4 нм), методом разложения СО газа при высоком давлении (HiPCO) (0,8 нм-1,2 нм), методом химического газофазного осаждения в присутствии Со-Мо катализатора (CoMoCat) (0,7 нм – 1,0 нм), аэрозольным методом (варьируемый средний диаметр в диапазоне от 1,5 нм до 2,5 нм), различными модификациями метода химического газофазного осаждения.

В ходе исследования использовались различные методы формирования сред оптического качества на основе ОУН. Жидкие среды оптического качества формировались путем суспендирования ОУН в различных растворителях, в том числе в воде (H2O/D2O) с добавлением различных ПАВ: SC, SDS, DOC, SDBS и т.д. Для очистки ОУН от частиц катализатора, графитизированных частиц, аморфного углерода использовался метод на основе ультразвуковой обработки и центрифугирования. Для формирования сухих сред оптического качества использовался метод вакуумной фильтрации ОУН из жидкой фазы.

Синтезированные новые углеродные материалы характеризовались методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ВР-ПЭМ) и комбинированной лазерной оптической спектроскопии, включающей комбинационное рассеяние света (КРС), спектроскопию оптического поглощения света (ОПС) и фотолюминесцентную спектроскопию (ФЛС).

Обоснованность и достоверность результатов определяется корреляцией полученных экспериментальных и теоретических данных.

Результаты и выводы диссертационной работы согласуются с экспериментальными и теоретическими данными, полученными ведущими зарубежными и российскими научными группами. Экспериментальные исследования проводились на современном высокоточном оборудовании.

Результаты проведенных исследований были представлены на международных конференциях и опубликованы в российских и международных рецензируемых журналах, в том числе входящих в базы данных Web of Science и Scopus.

Апробация работы Основные результаты были представлены и обсуждались на следующих международных научных конференциях:

GDR GNT'11”, 2011 (Dourdan, France);

Third International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2012 (Polvijarvi, Finland);

Second International School on Surface Science “TMAS”, 2012 (Sochi, Russia);

“GDR-I GNT 2013” Guidel-Plages, 2013, (Lorient, France);

Third International School on Surface Science “TMAS”, 2013 (Sochi, Russia);

International Winterschool (EuroConference) on Electronic Properties of Novel Materials (IWEPNM), 2014 (Kirchberg, Austria);

Graphene and Co. “Frontier Research in Graphene-based Systems”, 2014 (Cargese, Corsica, France);

Fourth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2014 (Polvijarvi, Finland);

The 16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT15), 2015 (Nagoya, Japan) «Углеродные нанотрубки и графен – новые горизонты», 2015 (Москва, Россия) “Nanocarbon for optics and electronics”, 2016 (Kaliningrad, Russia);

The fifth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2016 ( Imatra, Finland) ;

European School on Nanosciences & Nanotechnologies (ESONN), 2016 (Grenoble, France).

Научная новизна

1. Впервые экспериментально была продемонстрирована возможность синтеза методом химического газофазного осаждения (ХГО) одностенных углеродных нанотрубок с узким распределением по диаметру на основе катализатора из наночастиц FeCu с использованием CO в качестве источника углерода при низкой температуре (6000 С). Методами комбинированной лазерной оптической спектроскопии была показана важность состава и кристаллической структуры наночастиц катализатора для ХГО синтеза монодисперсной фракции ОУН.

2. Впервые экспериментально был получен гибридный наноматериал CuCl@ОУН из сортированных по типу электрической проводимости нанотрубок. Было продемонстрировано, что подобная функционализация ОУН приводит к существенному улучшению оптической прозрачности и электрической проводимости среды.

3. Впервые экспериментально были получены сверхузкие нанополосы графена внутри ОУН, обладающие фотолюминесценцией в видимом спектральном диапазоне. Была продемонстрирована возможность синтеза методом «bottom-up» различных одномерных структур внутри ОУН:

нанополосы графена различной геометрии, молекулярный кристалл из полиароматических молекул. Были выявлены характерные оптические спектральные особенности этих структур, а также определен оптимальный режим их синтеза.

Практическая значимость работы

1. Использование монодисперсных ОУН, имеющих узкое распределение по геометриям, диаметру или определенный тип электрической проводимости, открывает перспективы для развития новых приложений:

например, контролируемого синтеза новых уникальных одномерных структур в ОУН нанореакторе с известными параметрами.

2. Гибридный наноматериал CuCl@ОУН на основе сортированных по типу электрической проводимости нанотрубок обладает высокими конкурентными преимуществами для использования в гибких электронных устройствах: в качестве среды с высокой оптической прозрачностью и электрической проводимостью.

3. Сверхузкие полупроводниковые нанополосы графена – один из наиболее перспективных материалов для элементной базы наноэлектроники.

Преимущества НПГ - высокая концентрация и мобильность носителей заряда, высокая компактность и эластичность, возможность существенной модификации электронной структуры за счет настройки ширины НПГ и дизайна архитектуры края.

Внедрение результатов работ и рекомендации по их использованию Результаты работы были использованы при выполнении проектов Российского научного фонда (№ 15-12-30041), Российского фонда фундаментальных исследований (№ 16-52-54003, 15-32-20941, 14-02-00777, где диссертант был исполнителем, и № 14-02-31829_мол_а, где диссертант был руководителем проекта).

Положения, выносимые на защиту:

1. Использование метода комбинированной лазерной оптической спектроскопии, включающей фотолюминесценцию, комбинационное рассеяние света и оптическое поглощение света в широком спектральном диапазоне, позволяет детально охарактеризовать композицию фракции одностенных углеродных нанотрубок: определить распределение нанотрубок по геометриям, диаметру и типу электрической проводимости.

2. Оптимизации параметров синтеза ОУН на основе данных комбинированной лазерной оптической спектроскопии обеспечивает синтез нанотрубок с узким распределением по диаметру и высокой селективностью, вплоть до монодисперсных одностенных углеродных нанотрубок с геометрией (6,5).

3. Одностенная углеродная нанотрубка в качестве нанореактора при заполнении ее молекулами коронена позволяет синтезировать сверхузкую нанополосу графена или одномерный молекулярный кристалл (колонку), состоящую из молекул коронена, внутри нее.

4. Сверхузкие нанополосы графена и одномерные молекулярные колонки коронена внутри нанотрубок имеют характерную фотолюминесценцию.

5. Можно осуществить трансформацию массива молекул коронена в упорядоченные колонки и нанополосы графена внутри ОУН методом термообработки или под действием электронного пучка.

6. Методом газофазного заполнения нанотрубок, в том числе и сортированных по типу электрической проводимости, можно сформировать гибридный наноматериал CuCl@ОУН,

7. Функционализация нанотрубок методом газофазного заполнения CuCl приводит к существенному улучшению оптической прозрачности среды на основе ОУН. Эффект выражен более ярко при заполнении металлических нанотрубок.

Личный вклад диссертанта Диссертант лично выполнил синтез новых наноматериалов, сформированных посредством заполнении одностенных углеродных нанотрубок, и комплексные исследования методами лазерной оптической спектроскопии селективно синтезированных одностенных углеродных нанотрубок и полученных новых наноматериалов. Он принимал участие в постановке задач исследования, получении электронно-микроскопических данных, обсуждении результатов и написании статей.

Публикации Основные результаты опубликованы в 27 работах: 15 статьях в журналах, рекомендованных Высшей Аттестационной Комиссией, и 12 тезисах международных научных конференций. Список публикаций приведен в конце диссертационной работы.

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 115 страницах машинописного текста, иллюстрирована 57 рисунками. Список цитируемой литературы содержит 125 ссылок. Работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и списка цитируемой литературы.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы В Главе 1 дается обзор современного состояния дел по проблеме разделения одностенных углеродных нанотрубок (ОУН) по типу проводимости и геометрии, о методах заполнения ОУН различными молекулами, о методах исследования гибридных наноструктур.

Одностенные углеродные нанотрубки (ОУН), как наноматериал, обладающий уникальными физическими и химическими свойствами, привлекательны во многих практических областях применения. Одно из наиболее перспективных направлений – использование ОУН в качестве нанореактора для синтеза новых одномерных структур. Для эффективного использование нанотрубок в рамках данного направление критически важен контроль за структурой ОУН: диаметр и угол сворачивания/геометрия.

Для типичного процесса синтеза характерно формирование фракции углеродных нанотрубок с широким распределением по геометриям. Обычно через контроль параметров роста возможно варьировать средний диаметр фракции и ширину распределения по диаметрам нанотрубок в некотором диапазоне значений. Метод химического газофазного осаждения (ХГО) синтеза ОУН является одним из наиболее контролируемых. Причина более высокой степени контроля, в том числе, в решающей роли катализатора в процессе роста. Добиться режима роста монодисперсной фракции ОУН, необходимой геометрии или диаметра, можно путем дизайна композиции и структуры катализатора.

Из фракции ОУН с широким распределением по геометриям можно выделить монодисперсную фракцию нанотрубок методом пост-синтезной сортировки.

Существует ряд методов сортировки углеродных нанотрубок:

например, отработанные методики градиентного центрифугирования и гельхроматографии, а также новый метод полимерно-водных фаз (ПВФ).

Одно из приложений ОУН – использование ее в качестве нанореактора при заполнении различными веществами. Заполнение углеродных нанотрубок веществом, являющимся эффективным донором/акцептором электронов, приводит к функционализации ОУН за счет взаимодействия нанотрубкихозяина» со структурой-«гостем». Модификация свойств нанотрубок связана, преимущественно, с легированием материала и приводит к существенным изменением оптических и электрических свойств среды, сформированной на основе заполненных ОУН.

Одностенные углеродные нанотрубки можно использовать для синтеза сверхузких нанополос графена (НПГ). Нанополосы графена - новый наноматериал, особенно перспективный как основа элементной базы наноэлектроники. Они наследуют уникальные свойства ОУН, но при этом обладают значительными преимуществами. Отличительная особенность сверхузких нанополос графена (с шириной около 1 нм) - это существенная зависимость электронной структуры от ширины полосы и, в особенности, от архитектуры края, т.е. от типа атомов или атомных групп, пассивирующих края, а также от типа геометрии края («кресло», «зиг-заг» и другие). Данный эффект предоставляет возможность уникального контроля электронной структуры НПГ через дизайн краевой структуры. Нанополосы графена имеют выраженную резонансную электронную структуры. В зависимости от кристаллической структуры и архитектуры края, сверхузкие НПГ могут быть как металлическими, так и полупроводниковыми с шириной запрещенной зоны до 2эВ.

Глава 2 посвящена описанию исследованных материалов и методов, использовавшихся в работе. Автором использовались одностенные углеродные нанотрубки, синтезированные различными методами (в дуговом разряде, химическим газофазным методом в присутствии Co-Mo катализатора, аэрозольным методом и др.) Для разделения нанотрубок применялись методы градиентного центрифугирования, фильтрации через гель и полимерно-водных фаз). Основным аналитическим методом явилась комбинированная лазерная оптическая спектроскопия (КЛОС) – метод исследования вещества на основе сочетания спектроскопии оптического поглощения света (ОПС), фотолюминесцентной спектроскопии (ФЛС) и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) при лазерном возбуждении спектров.

КЛОС является эффективным методом анализа различных параметров ОУН:

например, геометрии нанотрубки. Поскольку каждая геометрия нанотрубок имеет уникальную резонансную электронную структуру, то их можно дискриминировать по характерным резонансам оптических спектров, сделать качественную и количественную оценку состава фракции ОУН. Данный метод исследования накладывает требование оптического качества анализируемой среды. Информация о структуре исходных и модифицированных материалов была получена методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.

Глава 3 посвящена оптимизации получения одностенных углеродных нанотрубок с узким распределением по диаметрам (вплоть до монодисперсных) на основе данных комбинированной оптической лазерной спектроскопии.

Использование монодисперсной фракции одностенных углеродных нанотрубок (одна геометрия или узкое распределение по геометриям) критически важно во многих перспективных областях применения. Например, в нелинейной оптике это повысит качество среды на основе ОУН и улучшит ее рабочие характеристики. При использовании ОУН в качестве нанореактора это позволит контролировать тип формируемых структур. Существует два принципиально различных подходы формирования монодисперсной фракции ОУН.

Использовалось два направления: оптимизация условий синтеза монодисперсных ОУН и пост-синтезное разделение. В рамках первого направления задача решается посредством селективно синтеза нанотрубок определенной геометрии или с узким распределением по геометриям.

Для достижения селективного роста ОУН были предложены и реализованы несколько режимов химического газофазного осаждения (ХГО) нанотрубок. Один из режимов – низкотемпературный рост нанотрубок с использованием комплексного катализатора: наночастиц FeCu на MgO подложке [1]. В процессе роста используется нормальное давление, а в качестве источника углерода - CO газ. Главная особенность предложенного режима роста в формировании фракции ОУН преимущественно геометрии (6,5).

Анализ состава фракции проводился методом комбинированной лазерной оптической спектроскопии. На рис. 1 приведены карты фотолюминесценции (ФЛ) фракций нанотрубок, синтезированных при различных температурах.

Рисунок 1. Карты фотолюминесценции фракций ОУН, синтезированных ХГО методом на FeCu катализаторе при различных температурах: сверху вниз – 600, 750, 800 0С.

Отдельные пики на карте ассоциированы с ОУН определенной геометрии.

На картах ФЛ отдельные пики ассоциированы с фотолюминесценцией определенной геометрии ОУН, а соотношение интенсивностей соответствует относительному составу фракции. Достижение режима монодисперсного роста (6,5) ОУН подтверждается характерным распределением нанотрубок по геометриям во фракции, синтезированной при температуре 600 0С (рис. 2). При повышении температуры роста распределение становиться более широким с преобладанием нанотрубок большего диаметра, например, геометрия (7,5).

Рисунок 2. Относительное распределение интенсивности ФЛ определенных геометрий ОУН во фракциях, синтезированных ХГО методом на FeCu катализаторе при различных температурах: 600, 750, 800 0С.

Был реализован режим синтеза ОУН с узким распределением по диаметрам на основе использования монометаллического Co катализатора [2].

Новизна предложенного метода заключается в меньшем количестве требований к структуре и композиции подложки для катализатора, в возможности роста при нормальном давлении и низкой температуре. Более того, была показана возможность роста ОУН с узким распределением по диаметру на обычной стали [3]. Выяснилось, что для реализации данного режима критически важна процедура предобработки подложки (продолжительный отжиг на воздухе) и соблюдение оптимального температурного режима (700 0С). В процессе экспериментального исследования показано существенное влияние элементного состава катализатора на распределение по геометриям формируемой фракции ОУН. При росте ОУН на стали Fe играют решающую роль: приповерхностные атомы Fe восстанавливаются в потоке CO, формирую наночастицы катализатора. Остальные элементы (например, Cr) – вспомогательные. Они стабилизирует наночастицы Fe, на которых происходит рост нанотрубок, и не препятствует их агломерации в крупные агрегаты.

Возможность контроля кристаллической структуры наночастиц катализатора может существенно повысить селективность роста. В продолжение работы с Co-содержащим катализатором был предложен и реализован метод эпитаксиального формирования катализатора. Благодаря этому удалось достичь режима максимального селективного синтеза (6,5) ОУН [4,5, 15]. Карта ФЛ фракции ОУН, синтезированной при температуре 600 0С на эпитаксиально сформированном Co катализаторе, максимально соответствует монодисперсной фракции (6,5) ОУН (рис.3а). Диаграмма распределений нанотрубок по диаметрам (рис. 3б) и карта геометрий, представленных во фракции (рис. 3в) подтверждают высокую селективность разработанного режима синтеза.

Рисунок 3. Карта фотолюминесценции фракции ОУН, синтезированной ХГО методом на эпитаксиальном Co катализаторе при температуре 600 0С (а).

Относительное распределение ОУН по диаметрам (б). Схема относительной доли определенных геометрий ОУН, представленных в синтезированной фракции (в).

В основе второго направления по формированию монодисперсной фракции ОУН лежат различные методы пост-синтезной сортировки нанотрубок. При этом изначально берется фракция ОУН с широким распределением по геометрии, диаметру и типу электрической проводимости.

Из этой фракции в результате сортировки выделяется более монодисперсная по некоторым параметрам фракция ОУН, например, содержащая только металлические или только полупроводниковые нанотрубки.

Сортировка одностенных углеродных нанотрубок метод полимерноводных фаз (ПВФ) – новая техника пост-синтезной сортировки нанотрубок.

Данный метод обладает рядом преимуществ: быстрота и относительная простота процедуры, возможность масштабирования процедуры и т.д. В работе исследовался вопрос возможности применения метода ПВФ для формирования фракций ОУН среднего диаметра 1,3-1,5 нм, сортированных по типу электрической проводимости.

В основе сортировки ОУН методом полимерно-водных фаз лежит спонтанное разделение смеси двух водорастворимых полимеров с образованием монополимерных макрофаз. В ходе исследования использовались полиэтилен гликоль (ПЭГ) и декстран. При добавлении в систему водаполимеры водной суспензии ОУН в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ) нанотрубки собираются в верхней (ПЭГ) или в нижней фазе (декстран) (рис. 4). При определенной композиции ПАВ можно добиться селективного разделения фракции ОУН между фазами.

Рисунок 4. Схема сортировки ОУН методом полимерно-водных фаз.

Верхняя фаза – растворенный в воде полиэтилен-гликоль ПЭГ, нижняя фаза – растворенный в воде декстран. В зависимости от композиции ПАВ нанотрубки определенного типа собираются в верхней или нижней фазе.

Для исследования использовались ОУН среднего диаметра 1,3-1,5 нм, синтезированные в лаборатории Спектроскопии наноматериалов методом электродугового разряда. В качестве ПАВ было выбрано сочетание додецилсульфата натрия (SDS) и холата натрия (SC). В результате оптимизации количественной композиции ПАВ удалось достичь сортировки ОУН по типу электрической проводимости [12,20]. Высокое качество сортировки нанотрубок было подтверждено методом комбинированной лазерной оптической спектроскопии. На рис. 5 приведены спектры оптического поглощения типичных выделенных фракций ОУН. В спектре верхней фракции доминируют пики S33 перехода полупроводниковых нанотрубок, а в спектре нижней фракции – пики M11 перехода металлических нанотрубок.

Рисунок 5. Спектры оптического поглощения исходной фракции ОУН (черный), выделенной верхней фазы (красный), выделенной нижней фазы (синий).

В спектре верхней фазы преобладают пики S33 переходов полупроводниковых ОУН. В спектре нижней фазы преобладают пики M11 переходов металлических ОУН.

В ходе работы также выяснилось, что оптимальное для сортировки количество ПАВ варьируется в зависимости от условий приготовления суспензии ОУН, их концентрации, а также от степени окисленности нанотрубок и других параметров.

Глава 4 посвящена получению нового гибридного наноматериала на основе ОУН, заполненных сильным акцептором электронов CuCl, и исследованию его свойств.

Среда на основе ОУН (тонкая пленка на подложке, «buckypaper») обладает привлекательными характеристиками в такой области как, фотовольтаика, в качестве оптически прозрачного и электрически проводящего материала. Более того, свойства среды на основе ОУН можно существенно улучшить с помощью различных методик функционализации нанотрубок. В данной работе предложено модифицировать ОУН методом заполнения нанотрубок материалом – эффективным акцептором электронов (CuCl). Предложен и реализован метод газофазного заполнения среды на основе ОУН.

Для практических приложений критически важно, чтобы среда на основе ОУН была оптического качества. Важным критерием является чистота материала среды: он должен содержать только нанотрубки, должны отсутствовать диспергирующая полимерной матрица, загрязняющий адсорбент и органика. Чтобы сформировать такую среду, был предложен и реализован комбинированный метод.

На первом этапе формируется суспензия ОУН, методом центрифугирования происходит очистка от аморфизированного углерода, графитизированных частиц и катализатора. На следующем этапе из очищенной суспензии формируется тонкая пленка. Предложена оригинальная методика вакуумной фильтрации из водно-спиртовой (например, изопропанол) смеси. В результате экспериментальной работы удалось получить тонкие пленки на основе чистых ОУН с высокой однородностью и связностью среды как в свободной форме («buckypaper»), так и на подложке. Сформированные среды оптического качества на основе ОУН использовались для экспериментов по газофазному заполнению нанотрубок CuCl [9,12,14].

Схематичный вид процесса газофазного метода заполнения нанотрубок представлен на рис. 6. Пленка на подложке помещается в герметичную камеру вместе с порошком CuCl без непосредственного контакта и затем отжигается в воздухе или Ar в течение нескольких часов в температурном окне 200-300 0С [19]. В процессе отжига CuCl частично переходит в газовую фазу, адсорбируется на поверхность ОУН и путем диффузии заполняет внутренний канал нанотрубок.

Рисунок 6. Схема функционализации среды на основе ОУН методом газофазного заполнения нанотрубок CuCl.

В результате заполнения формируется гибридный материал CuCl@ОУН.

Характерная особенность этого материала на основе ОУН заключается в том, что нанотрубки в нем сильно p-легированы [9,21,24]. Этот факт был подтвержден на основе данных комбинированной лазерной оптической спектроскопии. Оптическое поглощение гибридного материала CuCl@ОУН существенно меньше по сравнению с поглощением нефунцкионализированных нанотрубок (рис. 7).

Рисунок 7. Спектр оптического поглощения нефункционализированной пленки ОУН (верхний), а также спектры пленок CuCl@ОУН: сверху вниз увеличивается время экспозиции пленки газофазному CuCl.

Средний диаметр ОУН – 2.2 нм.

Значительное уменьшение поглощения ОУН при сильном легировании дырками обусловлено эффектом Бурштейна-Мосса: валентная зона эффективно опустошается, что приводит к отсутствую носителей заряда способных поглощать свет в соответствующем спектральном диапазоне. Эффективное легирование нанотрубок в CuCl@ОУН характерными изменениями в спектрах КР: существенный сдвиг G и 2D мод в высокочастотную область и значительное подавление радиальных дыхательных мод (РДМ) нанотрубок (рис. 8).

В среде на основе CuCl@ОУН происходит не только увеличение оптической прозрачности, но и существенное возрастание электрической проводимости. Одна из основных причин данного эффекта – существенно более высокая концентрация носителей заряда в сильнолегированных нанотрубках CuCl@ОУН.

Рисунок 8. Спектры КРС нефункционализированной пленки ОУН (черный), а также спектры пленок CuCl@ОУН с различным временем экспозиции пленки газофазному CuCl: область радиальных дыхательных мод (РДМ) ОУН (а), область тангенциальной моды (G) ОУН (б), область 2D моды (в).

Средний диаметр ОУН – 2.2 нм.

Особенность CuCl@ОУН заключается, в частности, в том, что в процессе газофазного заполнения нанотрубки (при определенных условиях) выступают в качестве нанореактора. Это приводит к формированию одномерных кристаллов внутри ОУН (рис. 9), которые вносят существенный вклад в легирование нанотрубок.

Рисунок 9. ВР-ПЭМ изображение одномерного CuCl нанокристалла, сформированного внутри ОУН.

В работе экспериментально продемонстрировано, что использование сортированных по типу электрической проводимости ОУН может значительно усилить эффект функционализации нанотрубок CuCl. Для синтеза гибридного материал CuСl@ОУН на основе только полупроводниковых (п-ОУН) и только металлических (м-ОУН) нанотрубок были сформированы среды оптического качества из монодисперсных ОУН, сортированных методом ПВФ. В результате выработки оптимально режима синтеза удалось получить гибридный материал CuCl@п-ОУН и CuCl@м-ОУН [14]. С помощью комбинированной оптической спектроскопии удалось продемонстрировать существенно более сильный эффект функционализации CuCl среды на основе м/п сортированных нанотрубок. Например, в спектре оптического пропускания пленки CuСl@ОУН (средний диаметр нанотрубок 1,3-1,5 нм) происходит существенное подавление S11 перехода (рис. 10а), в то же время в спектре CuCl@п-ОУН – существенному подавлению подвергаются также более высокие переходы S22 и S33 (рис. 10б).

Рисунок 10. Спектр оптического пропускания нефункционализированной пленки ОУН (черный), а также спектры пленок CuCl@ОУН с различным временем экспозиции газофазному CuCl: пленки на основе несортированных ОУН (а) и пленки, обогащенные полупроводниковыми ОУН (б). Средний диаметр ОУН – 1.4 нм.

В ходе работы удалось продемонстрировать, что значительное влияние на модификацию свойств среды ОУН, функционализированных CuCl, оказывает эффект переноса электрического заряда между заполненными и пустыми нанотрубками в пучках. Экспериментально показано, что полупроводниковые нанотрубки, присутствующие в небольшом количестве в обогащенной м-ОУН фракции, легируются в процессе функционализации среды более эффективно по сравнению с нанотрубками в обогащенной п-ОУН фракции. Данные результаты свидетельствуют о том, что заполненные металлические нанотрубки могут выступать в качестве акцепторов электронов для заполненных полупроводниковых нанотрубок. Схема процесса переноса заряда, наложенная на ВР-ПЭМ изображение реального пучка, приведена на рис. 11.

При этом заполненная металлическая нанотрубка приобретает отрицательный заряд, а заполненная полупроводниковая – положительный заряд.

Рисунок 11. ВР-ПЭМ изображение пучка CuCl@ОУН и схематичный вид процесса переноса электронов с CuCl@п-ОУН на CuCl@м-ОУН Наличие переноса заряда между нанотрубками в пучках CuCl@ОУН объясняет непоследовательный порядок подавления оптических переходов в смешанной (по типу проводимости) фракции ОУН (рис. 10а): область M11 существенно подавлена, в то время как область S22 - лишь частично. Изменение схемы разрешенных оптических переходов при переносе заряда между м/п ОУН представлено на рис. 12.

Наличие отрицательного заряда на CuCl@м-ОУН смещает зоны металлической нанотрубки вверх. Аналогично, наличие положительного заряда на CuCl@п-ОУН смещает зоны полупроводниковой нанотрубки вниз. Наличие непосредственного контакта между ОУН в пучках приводит к единому уровню Ферми. При определенном относительном смещении м/п зон состояния M1 сингулярности могут оказаться на том же абсолютном уровне или даже выше состояний S2 сингулярности.

Таким образом, в ходе работы было продемонстрированы преимущества использование сортированных по типу электрической проводимости нанотрубок для формирования среды на основе CuCl@ОУН: более эффективному легированию нанотрубок, приводящему к большему увеличению оптического пропускания [14,26,27].

Рисунок 12. Схема переходов ОУН в процессе оптического поглощения: пленка на основе нефунцкионализированных ОУН (а), пленка CuCl@ОУН (б). Слева отображены переходы п-ОУН, справа – м-ОУН. Перенос заряда в пучках между заполненными м/п ОУН приводит к относительному смещению зон: в м-ОУН Ei смещается вверх из-за отрицательного заряда, а в п-ОУН Ei смещается вниз из-за положительного заряда.

Глава 5 посвящена формированию и исследованию оптических свойств сверхузких нанополос графена и других наноструктур при газофазном заполнении ОУН молекулами коронена.

Одностенные углеродные нанотрубки можно использовать для синтеза сверхузких нанополос графена. В работе был предложен и реализован синтез сверхузких НПГ на основе «bottom-up» самоорганизации молекул коронена (C24H12) внутри ОУН [6,8,10,13,17-19]. В процессе синтеза НПГ нанотрубки выступают в качестве нанореактора. Они играют роль пространственного шаблона и задают одномерную ориентацию формируемой структуры.

Для формирования НПГ внутри ОУН (НПГ@ОУН) использовался метод газофазного заполнения ОУН молекулами коронена [8,18,19]. Данный метод аналогичен описанному в предыдущей главе (рис. 6). Тонкая пленка ОУН оптического качества и прекурсор (порошок коронена) помещаются в запаянную стеклянную ампулу. В качестве газовой среды используется инертный газ (например, аргон) или вакуум. Ампула отжигается при температуре 400-500 0С в течение 2-24 часов. В процессе отжига молекулы коронена переходят в газовую фазу, адсорбируются на поверхность ОУН, путем диффузии заполняют внутреннюю полость нанотрубок и, при определенных условиях, формируют различные одномерные структуры внутри нанотрубок[8,10, 13]. НПГ формируются при полимеризации молекул коронена (посредством дегидрогенизации) и, при определенных условия, графитизации формируемой структуры. Формирование сверхузких НПГ внутри ОУН было подтверждено просвечивающей электронной микроскопией высокого разрешения (рис. 13).

Рисунок 13. ВР-ПЭМ изображение сверхузкой нанополосы графена, синтезированной внутри одностенной углеродной нанотрубки (НПГ@ОУН).

На основе исследования синтезированных образцов НПГ@ОУН методом комбинированной оптической спектроскопии удалось показать возможность синтеза нанополос различной геометрии [8,25]. При этом выяснилось, что существенное влияние на тип формируемой структуры оказывает диаметр ОУН. Было показано наличие фотолюминесцентного маркера сверхузких НПГ (рис. 14а), отличающегося от характерной фотолюминесценции побочных продуктов, например, дикоронилена (рис. 14б) [22]. Два пика эмиссии ФЛ приблизительно на 520 нм и 600 нм в хорошем соответствии со спектральными характеристиками, ожидаемыми от 7a-НПГ (геометрия – «кресло», 7 атомов С в поперечном направлении). Наличие интенсивной фотолюминесценции НПГ@ОУН свидетельствует о достаточно высоком качестве формируемых полосок (правильная геометрия края) и об их достаточно большой длине.

Кроме того ФЛ НПГ экспериментально подтверждает полупроводниковый тип синтезируемых сверхузких нанополос графена.

В ходе работы удалось продемонстрировать возможность синтеза одномерного молекулярного кристалла («колонки» коронена) внутри ОУН [10,22]. На ВР-ПЭМ изображении (рис. 15) видно, что молекулы коронена плотно упакованы в периодическую структуру с определенной угловой ориентацией относительно оси нанотрубки.

Рисунок 14. Карта ФЛ синтезированных сверхузких нанополос графена внутри ОУН (а), карта ФЛ одного из побочных продуктов – дикоронилена (б).

Рисунок 15. ВР-ПЭМ изображение одномерного нанокристалла из молекул коронена («колонки коронена») внутри ОУН.

Характерный вид фотолюминесценции одномерного молекулярного кристалла коронена (рис. 16а) существенно отличается от фотолюминесценции 3D молекулярного кристалла (3D) (рис. 16б).

Рисунок 16. Карта ФЛ синтезированных «колонок коронена» внутри ОУН (а), карта ФЛ 3D молекулярного кристалла коронена (б).

Было показано наличие ФЛ маркера «колонок» коронена: серия из нескольких пиков эмиссии (практически эквидистантных по энергии) с основными компонентами приблизительно на 498, 537 и 578 нм [10,22]. В результате экспериментального исследования совмещенного с численным моделированием удалось показать, что оптимальный размер диаметра ОУН для синтеза «колонок» коронена и сверхузких НПГ (из молекул коронена) находится в диапазоне 1,3-1,5 нм.

В процессе исследования удалось экспериментально продемонстрировать возможность трансформации «колонок» коронена в сверхузкие НПГ [13,22].

Повторный отжиг образцов, содержащих «колонки» коронена внутри ОУН, при температуре 460-500 0С в аргоновой среде может приводит к формированию нанополос графена. При этом в образцах исчезает ФЛ маркер колонок и возникает маркер НПГ. Спектры КР образцов НПГ@ОУН, в целом, имеют достаточно комплексный вид. Резонансные условия часто выполняются не только для формируемых структур, но и для побочных продуктов (например, адсорбированный или интеркалированный коронен). Это приводит к наложению КР сигналов и усложняет интерпретацию результатов. Тем не менее, при трансформации «колонок» в нанополосы в спектрах КР можно проследить существенные изменения (рис. 17): например, относительная интенсивность мод (от структур внутри ОУН), расположенных вблизи G-моды ОУН становится существенно выше. Подобные изменения связаны с отличающимися резонансными условиями «колонок» и НПГ.

Рисунок 17. Спектры КРС пленки чистых ОУН (черный), спектры пленки после газофазного заполнения нанотрубок молекулами коронена («колонки коронена»

внутри ОУН) (зеленый), спектры пленки после повторного отжига и трансформации «колонок» в нанополосы графена (НПГ@ОУН) (синий): область радиальных дыхательных мод (РДМ) ОУН (а), область тангенциальной моды (G) ОУН (б).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

1. Для оптимизации процесса синтеза с целью формирования одностенных углеродных нанотрубок (ОУН) с узким распределением по геометриям был предложен и реализован метод характеризации композиции фракции ОУН, совмещающий спектроскопию фотолюминесценции, спектроскопию комбинационного рассеяния света и спектроскопию оптического поглощения света – «комбинированная лазерная оптическая спектроскопия».

2. На основе данных комбинированной лазерной оптической спектроскопии впервые экспериментально была продемонстрирована возможность синтеза ОУН с узким распределением по диаметру на основе биметаллического катализатора из наночастиц FeCu при низкой температуре (6000 С). Был достигнут режим максимально селективного синтеза одностенных углеродных нанотрубок с геометрией (6,5) на эпитаксиальном Co катализаторе. Была показана критическая важность композиции и кристаллической структуры наночастиц катализатора для селективного синтеза монодисперсной фракции ОУН.

3. На базе комбинированной лазерной оптической спектроскопии впервые продемонстрированы особенности оптических свойств экспериментально полученного гибридного наноматериал CuCl@ОУН из сортированных по типу электрической проводимости ОУН. Показано, что функционализация нанотрубок методом газофазного заполнения CuCl приводит к существенному улучшению оптической прозрачности среды на основе ОУН.

4. Впервые экспериментально зарегистрирована характерная фотолюминесценция сверхузких нанополос графена и молекулярных колонок коронена, сформированных внутри ОУН.

5. Методами оптической спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и компьютерного моделирования прослежена термоиндуцированная трансформация массива молекул коронена в упорядоченные колонки и нанополосы графена внутри ОУН Цитируемая литература.

Список публикаций по теме диссертации:

1. He M., Chernov A. I., Fedotov P. V., Obraztsova E. D., Sainio J., Rikkinen E., Jiang H., Zhu Z., Tian Y., Kauppinen E. I., Niemela M., Krause A. O. I. Predominant (6,5) Single-Walled Carbon Nanotube Growth on a Copper-Promoted Iron Catalyst // Journal American Chemical Society, 2010, Т. 40, № 132, с. 13994–13996.

2. He M., Chernov A. I., Fedotov P. V., Obraztsova E. D., Rikkinen E., Zhu Z., Sainio J., Jiang H., Nasibulin A. G., Kauppinen E. I., Niemela M., Krause A. O. I. Selective growth of SWNTs on partially reduced monometallic cobalt catalyst // Chem. Commun., 2011, Т. 47, с. 1219-1221.

3. He M., Fedotov P. V., Obraztsova E. D., Viitanen V., Sainio J., Jiang H., Kauppinen E. I., Niemela M., Lehtonen J. Chiral-selective growth of single-walled carbon nanotubes on stainless steel wires // Carbon, 2012, Т. 50, с. 4291-4297.

4. He M., Jiang H., Liu B., Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D., Cavalca F., Wagner J. B., Hansen T. W., Anoshkin I. V., Obraztsova E. A., Belkin A. V., Sairanen E., Nasibulin A. G., Lehtonen J., Kauppinen E. I. Chiral-Selective Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes on Lattice-Mismatched Epitaxial Cobalt Nanoparticles // Scientific Reports, 2013, Т. 3, с. 1460.

5. He M., Jiang H., Kauppi I., Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D., Cavalca F., Wagner J.

B., Hansen T. W., Sainio J., Sairanen E., Lehtonen J., Kauppinen E. I. Insights into Chirality Distributions of Single-Walled Carbon Nanotube Grown on Different CoxMg1-xO Solid Solutions // J. Mater. Chem. A, 2014, Т. 2, с. 5883-5889.

6. Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V., Anoshkin I. V., Nasibulin A. G., Kauppinen E. I., Obraztsova E. D. Optical study of nanotube and coronene composites // JNO, 2013, Т. 8, с. 16-22.

7. Belkin A. V., Obraztsova E. A., Fedotov P. V., He M., Kauppinen E. I., Obraztsova E. D. Complex Optical Study of Carbon Nanotubes with a Narrow Diameter Distribution // JNO, 2013, Т. 8, с. 95Chernov A. I., Fedotov P. V., Talyzin A. V., Lopez I. S., Anoshkin I. V., Nasibulin A. G., Kauppinen E. I., Obraztsova E. D. Optical Properties of Graphene Nanoribbons Encapsulated in Single-Walled Carbon Nanotubes // ACS nano, 2013, Т. 7, № 7, с. 6346–6353.

9. Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. A., Nasibulin A. G., Kauppinen E. I., Chuvilin A. L., Obraztsova E. D. Optical properties of single-walled carbon nanotubes filled with CuCl by gasphase technique // Phys. Status Solidi B, 2014, Т. 251, № 12, с. 2466–2470.

10. Chernov A. I., Fedotov P. V., Anoshkin I. V., Nasibulin A. G., Kauppinen E. I., Kuznetsov V. L., Obraztsova E. D. Single-walled carbon nanotubes as a template for coronene stack formation // Phys. Status Solidi B, 2014, Т. 251, № 12, 2472–2477.

11. Egorysheva A. V., Fedotov P. V., Melekhov A. P., Obraztsova E. D., Dudkina T. D. Luminescence of 60B2O3–32CaF2–8Bi2O3 Glasses Codoped with Chromium and Neodymium // Inorganic Materials, 2014, Т. 50, № 12, с. 1297–1300.

12. Eremina V. A., Fedotov P. V., Obraztsova E. D. Copper chloride functionalization of semiconducting and metallic fractions of single walled carbon nanotubes // J. Nanophoton., 2016, Т. 10, № 1, с. 012515.

13. Chernov A. I., Fedotov P. V., Krylov A. S., Vtyurin A. N., Obraztsova E. D. Heat-induced transformations in coronene - single-walled carbon nanotube systems // J. Nanophoton., 2016, Т.

10, № 1, с. 012504.

14. Fedotov P. V., Eremina V. A., Tonkikh A. A., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Enhanced optical transparency of films formed from sorted metallic or semiconducting single-walled carbon nanotubes filled with CuCl // Phys. Status Solidi B, 2016, Т. 253, с. 1–6.

15. He M., Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D., Jiang H., Wei N., Cui H., Sainio J., Zhang W., Jin H., Karppinen M., Kauppinen E. I., Loiseau A. Chiral-selective growth of single-walled carbon nanotubes on Fe-based catalysts using CO as carbon source // Carbon, 2016, Т. 108, с. 521

<

Тезисы докладов конференций:

16. Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Aggregation dependent photoluminescence of semiconducting Single-Wall Carbon Nanotubes // GDR GNT'11, 2011.

17. Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Optical study of nanotube and coronene composites // Book of abstracts of Third International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics". Polvijarvi, Finland, 2012, с. 91.

18. Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V. Photoluminescence of graphene nanoribbon and nanotube composites // Second International School on Surface Science “TMAS”. Khosta, Sochi, Russia, 2012, c. 16.

19. Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V. Photoluminescence of Graphene Nanoribbons Encapsulated inside SWNTs // Book of abstracts “GDR-I GNT 2013”. Guidel-Plages, Lorient, France, 2013, с. 156.

20. Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes by Polymer-Modified Aqueous Phases // 3d International School on Surface Science “TMAS”.

Khosta, Sochi, Russia, 2013, c. 8

21. Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Optical Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes filled with CuCl by Gas-Phase technique // Books of abstracts of IWEPNM.

Kirchberg, Austria, 2014, c. 57.

22. Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Synthesis and properties of polyaromatic structures within single-walled carbon nanotubes // Books of abstracts Graphene and Co.

“Frontier Research in Graphene-based Systems”. Cargese, Corsica, France, 2014, c. 59.

23. Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Optical spectral features of CuCl@SWCNT hybrids synthesized via gas-phase technique // Book of abstracts of fourth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics". Polvijarvi, Finland, 2014, c. 70.

24. Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Eremina V.A., Obraztsova E. D. Optical properties of hybrid materials based on separated metallic or semiconducting single-wall carbon nanotubes filled with CuCl // Books of abstracts of NT15, Nagoya, Japan, 2015, c. 295.

Федотов П. В., Чернов А. И., Образцова Е. А., Fairbrother A., Fasel R., Образцова Е. Д.

25.

Фотолюминесценция 7а нанополос графена // книга тезисов «Углеродные нанотрубки и графен – новые горизонты», 2015, с. 137.

26. Fedotov P. V., Eremina V. A., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Doping of different conductivity type SWCNTs // Book of abstracts “Nanocarbon for optics and electronics”, Kaliningrad, Russia, 2016, с. 82.

27. Fedotov P. V., Eremina V. A., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Hybrid material based on conductivity type sorted single-wall carbon nanotubes filled with CuCl // Book of abstracts of fifth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", Imatra, Finland, 2016, с. 17.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю зав.

лабораторией Спектроскопии наноматериалов Елене Дмитриевне Образцовой за увлекательную тему исследований, эффективную организацию научной деятельности, поддержку в работе; Виталию Ивановичу Конову за поддержку и создание благоприятной продуктивной рабочей атмосферы; Александру Чернову и Маошуа Хе за интересное продуктивное сотрудничество; Андрею Чувилину и Андрею Орехову за помощь с ВР-ПЭМ экспериментами; Крис Эвельс и Жан-Иф Мавель за предоставленную возможность поработать в IMN (Нант, Франция); Александру Крылову и Александру Втюрину за предоставленную возможность провести исследование в ИФ СО РАН; всем сотрудникам нашей лаборатории Спектроскопии наноматериалов и Центра естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, а также коллегам из других институтов, в особенности Екатерине Образцовой, Александру Тонких, Дмитрию Рыбковскому, Максиму Рыбину, Ивану Кондрашову, Наталии Арутюнян, Софье Боковой, Александру Осадчему, Петру Образцову, Екатерине Кудряшовой, Валентине Ерёминой, Тимофею Ерёмину; моим друзьям и родителям.





Похожие работы:

«Санкт-Петербургский государственный университет Евро-Азиатское геофизическое общество — Санкт-Петербургское отделение Федеральное государственное унитарное научно-производственное предприятие "Геологоразведка" "ГЕОФИЗИКА-2015" X МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНКУРС–КОНФЕРЕНЦИИЯ МОЛОДЫХ С...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕЛИОГЕОФИЗИКИ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ СЕКЦИИ "ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТ...»

«ФЭИ-ШЗ ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧРХКИП ИНСТИТУТ Л. М. ГОРБАПЬ. Р С. ПОМЕТЬКО. О. Л ПГ-.СКОВ Интенсификация теплосъема з парогенерирующих каналах с локальными турбулизаторами потока Обнинск —19...»

«А.П. Стахов Роль систем счисления с иррациональными основаниями (кодов золотой пропорции) в развитии теории систем счисления, теории компьютеров и "современной теории чисел Фибоначчи" (к обоснованию "Математики Гармонии"...»

«НОВАЯ ШКОЛА Турнир по физике “ОСЕННИЙ МАРАФОН” задания и ответы (8-11 классы) I выпуск Киров Печатается по решению организационного комитета турнира “Осенний марафон” Турнир по физике “Осенний марафон”: задания и ответы. 8-11 классы. Выпуск первый. // Под ред. А.Ю. Трифонова...»

«238 XVIII ЕЖЕГОДНАЯ БОГОСЛОВСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ случае утратить (письма, богослужебные предметы, места жизни и служения, могилы и мощи святых). По математическим оценкам База данных может вырасти до 100 тысяч имен4, и, следовательно, мы должны продолжать наш труд. THE REPRESE...»

«Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение "Детский сад № 57 г.Челябинска" 454016, г.Челябинск, Бр. Кашириных, 105-Б, ИНН 7447033168, КПП 744701001, ОГРН 1027402332276, ОКПО 42479873 тел. 741-53-31, те...»

«Биоорганическая химия, № 1, 2014 УДК 541.124:546.11.2 ТВЕРДОФАЗНЫЙ ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН ВОДОРОДА НА ДЕЙТЕРИЙ И ТРИТИЙ В ГЕННО-ИНЖЕНЕРНОМ ИНСУЛИНЕ ЧЕЛОВЕКА © 2013 г. Ю. А. Золотарев1*,, А. К. Дадаян1*, В. С. Козик1*, Е. В. Гасанов1*, И. В. Назимов2*...»

«А.П. Стахов Теории чисел Фибоначчи: этапы большого пути (к завершению международной online конференции "Золотое Сечение в современной науке") 1. Введение Во второй половине 20-го века в современной науке и математике начало активно развиваться научное напра...»

«Физика УДК 532.5.01, 532.5.013 Анализ характеристик электрической турбулентности в грозовой облачности И. А. Краснова, Н. С. Ерохин†, Л. А. Михайловская† * * Кафедра теоретической физики Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, д...»

«ISSN 2222-0364 • Вестник ОмГАУ № 3 (23) 2016 НАУКИ О ЗЕМЛЕ ГРНТИ439.19.25 УДК 546.11:611-07(571.16) Н.В. Барановская, Т.А. Перминова, Б. Ларатт, Д.В. Наркович, О.А. Денисова БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ БРОМА В...»

«ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК 8-я КОНФЕРЕНЦИЯ "ФИЗИКА ПЛАЗМЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ" 48 февраля 2013Г., ИКИ РАН СБОРНИК ТЕЗИСОВ г. Москва, 2013г. 8-я КОНФЕРЕНЦИЯ "ФИЗИКА ПЛАЗМЫ В...»

«БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КАК ОСНОВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИОСФЕРЫ Шиянов Н.О., Ситалов А.С., Кучер М.И., Френкель Е.Э. Вольский военный институт материального обеспечения, Вольск Саратовской обл., Россия BIOGEOCHEMICAL CYCLES OF CHEMICAL ELEMENTS AS A BASIS FOR THE FUNCTIONING OF THE BIOSPHERE Shiyanov N.О., Sitalov A.S., Kuc...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.