авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

СОДЕРЖАНИЕ

О подготовке магистров на факультете наук о материалах МГУ 3

Состав Государственной Аттестационной Комиссии 6

Расписание защит магистерских диссертаций

8

Аннотации магистерских диссертаций 12

О ПОДГОТОВКЕ МАГИСТРОВ

НА ФАКУЛЬТЕТЕ НАУК О МАТЕРИАЛАХ МГУ

В 2011 году факультет наук о материалах Московского государст-

венного университета им. М.В. Ломоносова отметил юбилей – 20 лет со дня основания факультета. В 1991 году факультет (тогда Высший колледж наук о материалах) создавался как междисциплинарное учебное заведе ние, задачей которого была подготовка высококвалифицированных спе циалистов, способных проводить исследования в смежных областях хи мии, физики и механики. За время обучения на ФНМ студенты приобре тают усиленную общенаучную подготовку и хорошие навыки экспери ментальной работы.

С недавних пор факультет наук о материалах проводит обучение студентов по двухступенчатой (бакалавр-магистр) системе подготовки специалистов. В 2009 году прошел выпуск первых магистров по направ лению 510500 – «Химия» (магистерская программа 510510 «Химия твер дого тела»).

Программа подготовки магистров включает в себя лекционные кур сы, реализующие специальные («Перспективные неорганические мате риалы со специальными функциями», «Супрамолекулярная химия», «Био неорганическая химия», «Координационная химия», «Функциональные наноматериалы», «Нанохимия») и гуманитарные дисциплины направле ния («История и методология науки о материалах», «Методика препода вания естественнонаучных дисциплин», «Философские проблемы естест вознания», «Компьютерные технологии в науке и образовании»), дисцип лины по выбору студентов, а также практические занятия, позволяющие студентам осваивать новейшее синтетическое и исследовательское обору дование. Так, магистранты 1 года обучения осваивают начальную часть спецпрактикума «Методы исследования неорганических материалов», в рамках которой знакомятся с основными принципами работы современ ных приборов, использующихся при исследовании физико-химических и механических свойств материалов. Магистранты 2 года проходят заклю чительную, расширенную часть спецпрактикума (так называемый «При борный практикум»), основной задачей которой является подготовка ква лифицированных пользователей (операторов) для самостоятельной рабо ты на вполне конкретном сложном оборудовании. Следует отметить, что объектами аналитического исследования в ходе выполнения задач спец практикума «Методы исследования неорганических материалов» в значи тельной мере являются вещества и материалы, создаваемые в рамках при оритетного для факультета научного направления «Нанотехнологии и на номатериалы».

Студенты ФНМ имеют уникальную возможность осуществлять на учную деятельность и выполнять квалификационные работы не только в подразделениях Московского университета, но и в крупнейших научных центрах России, в зарубежных научных центрах. Наладить научные кон такты позволяют стажировки, которые в рамках научно-производственной практики проходят все студенты 1 года магистратуры. Такие стажировки позволяют студентам знакомиться с работой ведущих научных коллекти вов, развивать свои навыки материаловедов-исследователей в рамках раз ных научных школ, а во время зарубежных стажировок – еще и практико ваться в общении на иностранных языках. Во время практики студенты обогащаются научными идеями, закладывают фундамент своей научной репутации для следующих уровней образования (аспирантура, докторан тура).

В 2012 году магистранты проходили практику в таких крупных учебно-научных и научных центрах России как Институт металлургии и материаловедения РАН, Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Московский институт стали и сплавов, Россий ский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Инсти тут физической химии и электрохимии РАН, Институт общей и неоргани ческой химии РАН, Институт элементорганических соединений РАН, ФГУП Всероссийский институт авиационных материалов, НИЦ «Курча товский институт», ЗАО Фуллерен-центр (Нижний Новгород), Физиче ский институт имени Лебедева РАН, ВНИИ кабельной промышленности.

Администрация факультета всячески поощряет прохождение сту дентами зарубежных стажировок. В текущем году из 25 студентов зару бежную практику прошли 20 человек, причем некоторые студенты за вре мя практики побывали в двух зарубежных центрах. Магистранты работали в таких учебно-научных и научных центрах как Университет Эрлангена Нюрнберга (Германия), Ruhr-Universitat Bochum (Германия), Clemson University (США), University of Calabria (Италия), Nissan Research Center (Япония), Karlsruhe Institute of Technology (Германия), Instituto de Ciencia de Materials de Madrid (Испания), Кавальский Институт технологий (Гре ция), Technische Universitat Bergakademie Freiberg, National Institute for materials Science (Япония), Universitat Bonn (Германия), Department of Materials, ETH (Швейцария), Weizmann Institute of Science (Израиль), Institut de Physique et Chimie des Materiaus de Strasbourg (Франция), Leibniz Institute for Solid State and Materials Research (Германия), National Nanotechnology Laboratory (Италия), iBeam Materials Inc. (США), Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (Южная Корея), Универ ситет Гента (Бельгия).

Важным фактором, способствующим развитию творческой активно сти студентов, является то, что научная работа входит в учебный план.

Форма отчетности – обязательные студенческие конференции, которые проводятся по окончании каждого семестра. О высокой научной активно сти студентов свидетельствует большое количество публикаций в науч ных журналах, а также участие студентов в российских и международных научных конференциях. Общее число публикаций выпускников магистра туры за 2009-2011 годы представлено в таблице.

2009 2010 Число студентов, защищавших диплом 16 17 Число работ, выполненных в институтах РАН 3 1 Число студентов, имеющих публикации 16 17 Общее число публикаций, 237 283 из них статей, 51 80 заявок на патент 4 2 патентов Число оценок «отлично» 14 12 «хорошо» 2 4 «удовлетв.» 0 1 «неудовл.» 0 0 Число работ, отмеченных ГАК 3 4 Число дипломов с отличием 8 7 Число выпускников, поступивших 9 11 в аспирантуру ФНМ В 2012 году магистерские диссертации будут защищать 21 выпуск ник. Общее число их публикаций составляет 222, из них 52 статьи, 6 па тентов. Магистерские диссертации выполнялись, в основном, в лаборато риях кафедры неорганической химии химического факультета МГУ, а также на кафедрах высокомолекулярных соединений, электрохимии, ор ганической химии, химической технологии и новых материалов химиче ского факультета МГУ и кафедре общей физики и молекулярной электро ники физического факультета МГУ.

Оценивать работы будет высококвалифицированная и объективная Комиссия, возглавляемая главным научным сотрудником Института ме таллургии и материаловедения РАН, академиком РАН, доктором химиче ских наук Бузником Вячеславом Михайловичем. В состав Комиссии, на ряду с преподавателями ФНМ и химического факультета, входят предста вители Российской академии наук, ведущие специалисты институтов РАН, Госкорпорации «Росатом», ОАО РОСНАНО.

СОСТАВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АТТЕСТАЦИОННОЙ КОМИССИИ 1 Бузник Вячеслав Михай- академик РАН, доктор хим. наук, гл. на лович учн. сотр. Института металлургии и ма (председатель) териаловедения РАН 2 Третьяков академик РАН, доктор хим. наук, проф., Юрий Дмитриевич декан ФНМ МГУ 3 Новоторцев академик РАН, доктор хим. наук, проф., Владимир Михайлович директор Института общей и неоргани ческой химии РАН 4 Цивадзе академик РАН, доктор хим. наук, проф., Аслан Юсупович директор Института физической химии и электрохимии РАН 5 Алымов член-корр. РАН, доктор техн. наук, Михаил Иванович проф., зав. лабораторией, Институт ме таллургии и материаловедения РАН 6 Антипов член-корр. РАН, доктор хим. наук, проф., Евгений Викторович зав. кафедрой, химический ф-т МГУ 7 Баринов член-корр. РАН, доктор техн. наук, зам.

Сергей Миронович директора Института металлургии и ма териаловедения РАН 8 Гудилин член-корр. РАН, доктор хим. наук, проф., Евгений Алексеевич зав. кафедрой ФНМ МГУ чл. корр. РАН, доктор техн. наук, профес 9 Мешалкин сор, директор МИ-ЛРТИ, зав. кафедрой, Валерий Павлович РХТУ им. Д.И. Менделеева 10 Тананаев член-корр. РАН, доктор хим. наук, проф., Иван Гундарович ЗАО Наука и инновации ГК Росатом 11 Тарасова член-корр. РАН, доктор хим. наук, проф., Наталия Павловна зав. кафедрой, РХТУ им. Д.И. Менделее ва 12 Чекмарев член-корр. РАН, д.т.н., проф., научный Александр Михайлович руководитель Института материалов со временной энергетики и нанотехнологий РХТУ им. Д.И. Менделеева 13 Юртов член-корр. РАН, доктор хим. наук, проф., Евгений Васильевич зав. каф. наноматериалов и нанотехноло гий, РХТУ им. Д.И. Менделеева 14 Бабаев доктор хим. наук, проф., химический ф-т Евгений Вениаминович МГУ 15 Добровольский доктор хим. наук, профессор, зав. лабо Юрий Анатольевич раторией, Институт проблем химической физики РАН 16 Ерёмин доктор физ.-мат. наук, проф., химиче Вадим Владимирович ский ф-т МГУ 17 Иванов Владимир доктор хим. наук, в.н.с., Институт общей Константинович и неорганической химии РАН 18 Кнотько доктор хим. наук, в.н.с., химический ф-т Александр Валерьевич МГУ 19 Чурагулов доктор хим. наук, проф., химический ф-т Булат Рахметович МГУ 20 Шевельков доктор хим. наук, проф., химический ф-т Андрей Владимирович МГУ 21 Яшина доктор хим. наук, с.н.с., химический ф-т Лада Валерьевна МГУ 22 Бердоносов кандидат хим. наук, ст. преп., химиче Петр Сергеевич ский ф-т МГУ 23 Гаршев кандидат хим. наук, доцент, ФНМ МГУ Алексей Викторович 24 Гольдт кандидат хим. наук, ассоциат бизнес Илья Валерьевич единицы, ОАО РОСНАНО 25 Путляев кандидат хим. наук, доцент, химический Валерий Иванович ф-т МГУ 26 Шаталова кандидат хим. наук, доцент, химический Татьяна Борисовна ф-т МГУ (секретарь ГАК) РАСПИСАНИЕ ЗАЩИТ МАГИСТЕРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ СТУДЕНТАМИ ФНМ в 2012 г.

5 июня (вторник) ФИО Тема работы Место Руководи- Рецензент дипломника выполнения тель работы 1 Росляков Создание чувстви- лаб. неорганич. к.х.н., н.с. к.х.н., инже Илья тельных элемен- материалове- Напольский нер Кривец Владимиро- тов газовых сен- дения, каф. не- К.С. кий В.В., вич соров на основе органич. хи- каф. неорга пористых пленок мии нич. химии, анодного оксида химич. ф-т алюминия МГУ 2 Козьменкова Материалы для лаб. неорганич. к.х.н., н.с. к.х.н., с.н.с.

Анна высокоемких ли- материалове- Иткис Д.М. Лысков Н.В., Ярославовна тий-ванадий- дения, каф. не- Институт оксидных аккуму- органич. хи- проблем хи ляторов мии мической физики РАН 3 Вербицкий Электронное лаб. неорганич. к.х.н., доц. к.ф.-м.н. Об Николай строение химиче- материалове- Елисеев А.А. разцов А.Н., Иванович ски модифициро- дения, каф. не- каф. физики ванных углерод- органич. хи- полимеров и ных наноструктур мии кристаллов, физич. ф-т МГУ 4 Чеботаева Структура и свой- лаб. полиэлек- к.х.н. Берко- к.ф.-м.н., Галина ства композитов тролитов и вич А.К. доц. Иванов Сергеевна на основе полиак- биополимеров, В.А., каф.

рилонитрила и каф. высоко- физики по многостенных уг- молекулярных лимеров и леродных нанот- соединений, кристаллов, рубок химич. ф-т физич. ф-т МГУ МГУ 5 Харин Исследование фо- каф. общей д.ф-м.н., к.ф.-м.н., Александр толюминесцент- физики и мо- проф. Тимо- с.н.с. Трифо Юрьевич ных свойств кол- лекулярной шенко В.Ю., нов А.С., лоидных раство- электроники, м.н.с. Гон- НИИЯФ ров нанокристал- физич. ф-т гальский МГУ лов кремния МГУ М.Б.

6 июня (среда) ФИО Тема работы Место Руководи- Рецензент дипломника выполнения тель работы 1 Адаменков Рост из газовой лаб. химии ко- к.х.н., доц. к.х.н., с.н.с.

Александр фазы и исследова- ординацион- Самойленков Малахо А.П., Анатольевич ние эпитаксиаль- ных соедине- С.В. каф. химич.

ных Гетерострук- ний, каф. неор- технологии и тур, включающих ганич. химии новых мате оксиды со струк- риалов, хи турой перовскита мич. ф-т МГУ 2 Дё Фомирование ме- лаб. радиаци- д.х.н., с.н.с. к.х.н, н.с. За Виктор таллических нано- онной химии, Зезин А.А. курдаева Владимиро- структур при каф. электро- О.А., Инсти вич рентгеновском химии, химич. тут синтетич.

облучении рас- ф-т МГУ полимерных творов и гелей по- материалов лиэлектролитов им. Н.С.

Ениколопова РАН 3 Меледина Управление мик- лаб. неорганич. к.х.н., доц. к.х.н., в.н.с.

Мария роструктурой материалове- Гаршев А.В. Проценко Александ- сферических час- дения, каф. не- П.В., каф.

ровна тиц диоксида ти- органич. хи- коллоидной тана с использо- мии химии, хи ванием термиче- мич. ф-т ской и гидротер- МГУ мальной обработ ки 4 Золотых Влияние эрбия на лаб. химии и к.х.н., с.н.с. к.х.н., н.с.

Александр морфологию и оп- физики полу- Дорофеев Напольский Николаевич тические свойства проводнико- С.Г. К.С., каф.

коллоидных кван- вых и сенсор- неорганич.

товых точек CdSe ных материа- химии, хи лов, каф. неор- мич. ф-т ганич. химии, МГУ химич. ф-т МГУ 5 Лебедев Сенсибилизация лаб. неорганич. к.х.н., доц. к.х.н., с.н.с.

Василий фотокатализато- материалове- Гаршев А.В. Малахо А.П., Александро- ров на основе ме- дения, каф. не- каф. химич.

вич зопористого диок- органич. хи- технологии и сида титана нано- мии новых мате частицами метал- риалов, хи лов мич. ф-т МГУ 7 июня (четверг) ФИО Тема работы Место Руководи- Рецензент дипломника выполнения тель работы 1 Чижов Транспорт носи- лаб. химии и д.х.н., доц. к.ф.-м.н., Артём телей заряда в хи- физики полу- Румянцева доц. Форш Сергеевич миически моди- проводнико- М.Н. П.А., физи фицированном вых и сенсор- ческий ф-т нанокристалличе- ных материа- МГУ ском SnO2 лов, каф. неор ганич. химии, химич. ф-т МГУ 2 Шеберстов Стандартизация лаб. ЯМР, каф. д.х.н., проф. к.х.н., с.н.с.

Кирилл условий регистра- органич. Хи- Сергеев Н.М. Колягин Федорович ции и обработки мии, химич. Ю.Г., каф.

спектров ЯМР ф-т МГУ физич. хи биожидкостей мии, химич.

ф-т МГУ 3 Варечкина Влияние модифи- лаб. химии и д.х.н., доц. д.х.н., в.н.с.

Елена каторов на сен- физики полу- Румянцева Иванов В.К., Николаевна сорные свойства проводнико- М.Н. Институт нанокомпозитов вых и сенсор- общей и не на основе SnO2 ных материа- орг. химии лов, каф. неор- им. Н.С.

ганич. химии, Курнакова химич. ф-т РАН МГУ 4 Попова Состав, структура лаб. химии ко- к.х.н., доц. к.х.н., доц.

Юлия и магнитные свой- ординацион- Корсаков Розова М.Г., Ивановна ства твердых рас- ных соедине- И.Е. каф. неорга творов ний, каф. неор- нич. химии, La1-хKхMnО3+ ганич. химии химич. ф-т МГУ 5 Петухов Диоксид олова, лаб. химии и д.х.н., доц. д.х.н., проф Илья допированный физики полу- Румянцева Алиханян Андреевич сурьмой, для про- проводнико- М.Н. А.С., Инсти зрачных электро- вых и сенсор- тут общей и дов и газовых сен- ных материа- неорг. химии соров лов, каф. неор- им. Н.С.

ганич. химии, Курнакова химич. ф-т РАН МГУ 6 Павленко Люминисцентные лаб. техноло- к.х.н., доц. к.х.н., доц.

Анастасия свойства молибда- гии функцион. Морозов Клямкин Владимиров- тов, допирован- Материалов, В.А. С.Н., химич.

на ных катионами каф. химич. ф-т МГУ Eu3+ технологии и новых мате риалов, химич.

ф-т МГУ 8 июня (пятница) ФИО Тема работы Место Руководи- Рецензент дипломника выполнения тель работы 1 Шестаков Допирование ок- лаб. неорга- к.х.н, в.н.с. к.х.н., доц.

Михаил сида цинка литием нич. материа- Баранов А.Н. Дроздов Викторович и иттербием для ловедения, А.А., химич.

конверсии ульт- каф. неорга- ф-т МГУ рафиолетовой об- нич. химии ласти солнечного спектра 2 Корнейчук Биорезорбируемая лаб. неорга- к.т.н., с.н.с.к.т.н., асс.

Светлана керамика на осно- нич. материа- Сафронова Свентская Александ- ве пирофосфата и ловедения, Т.В. Н.В., каф.

ровна полифосфатов каф. неорга- вяжущих и кальция нич. химии композици онных мате риалов, РХТУ им.

Д.И. Менде леева 3 Гаврилова Синтез наномате- лаб. неорга- д.х.н., проф. к.х.н., с.н.с.

Дарья риалов на основе нич. материа- Чурагулов Баранчиков Юрьевна диокcида титана ловедения, Б.Р., асп. А.Е., Инсти для фотоэлектро- каф. неорга- Гаврилов тут общей и химического раз- нич. химии А.И. неорг. химии ложения воды им. Н.С.

Курнакова РАН 4 Ларионов Реакционно- лаб. неорга- к.х.н., доц. к.т.н. Лукина Дмитрий связанные компо- нич. материа- Путляев Ю.С., лаб.

Сергеевич зиты гидроксиапа- ловедения, В.И., асп. «Костный тит/-трикаль- каф. неорга- Филиппов банк» ФГУ циевый фосфат нич. химии Я.Ю. «Централь для тканевой ин- ный инсти женерии тут травма тологии и ортопедии им. Н.Н.

Приорова 5 Саматов Коллоидные кван- лаб. химии и к.х.н., доц. к.х.н., в.н.с.

Иван товые точки «яд- физики полу- Васильев Р.Б. Баранов Германович ро/оболочка» проводнико- А.Н., каф.

CdSe/CdS и вых и сенсор- неорг. хи CdS/ZnSe для све- ных материа- мии, химич.

тоизлучающих лов, каф. неор- ф-т МГУ устройств ганич. химии, химич. ф-т МГУ Аннотации магистерских диссертаций Создание чувствительных элементов газовых сенсоров на основе пористых пленок анодного оксида алюминия Росляков И.В.

Руководитель: к.х.н., н.с. Напольский К.С.

Мониторинг горючих компонентов в атмосфере является чрезвычайно важной задачей для обеспечения безопасности на промышленных объектах, в шахтах, вблизи газопроводов, а также в бытовых условиях – в домах, оборудованных газовыми плитами или газовыми системами отопления. В настоящее время для измерения концентрации горючих газов, таких как метан и пропан широко используются термокаталитические датчики пелисторного типа. К достоинствам данного вида изделий стоит отнести надежность, простоту конструкции, а также быстродействие, высокую точность и чувствительность. Следует отметить и их недостаток – высокое энергопотребление – накладывающее серьезные ограничения на использование таких систем в портативных газовых анализаторах.

Для снижения энергопотребления в рамках данной работы предлагается ориги нальный подход, связанный с переходом от традиционного способа производства тер мокаталитических сенсоров к тонкопленочной технологии (рис. 1). Предлагаемый под ход понизит мощность, требуемую для нагрева чувствительного элемента до рабочей температуры, более чем на порядок, а также позволит снизить содержание драгоцен ных металлов в чувствительном элементе сенсора, и, следовательно, уменьшит себе стоимость его производства. За счет внедрения частиц катализатора в поры оксидной матрицы ожидается увеличение срока службы термокаталитического сенсора до не скольких лет.

Формирование пла- нагреватель/термометр нарных чувствительных эле- сопротивления ментов для термокаталитиче ского сенсора осуществляли с использованием совокуп ности современных техноло гических процессов, таких как анодное окисление, фо- частицы толитография и магнетрон- пористая катализатора оксидная пленка ное напыление. На первой стадии на поверхности по ристой оксидной пленки, по- Рис. 1. Схематическое изображение планарного чувстви анодированием тельного элемента термокаталитического газового сенсора на лученной алюминия в 0,3 М C2H2O4, основе пористой плёнки анодного оксида алюминия.

формировали массив платиновых нагревателей в виде двухмерных спиралей толщиной 100 нм по методике взрывной фотолитографии. Для создания оксидной основы чувст вительного элемента литографический процесс проводили повторно, но уже с исполь зованием другого шаблона. Незащищенный слоем фоторезиста анодный Al2O3 селек тивно растворяли, а затем удаляли остатки фоторезиста и Al основу.

В результате были получены отдельные чувствительные элементы площадью около 5 мм2 с сопротивлением Pt микронагревателя 27±1 Ом (рис. 2). Пористая струк тура анодного оксида алюминия остается стабильной в широком интервале температур вплоть до 1000 °С. Нанесенный слой платины обладает высокой адгезией к оксидной плёнке, отслаивания нагревателя в процессе работы сенсора не наблюдается. Внедре ние Pd/Pt катализатора в поры осуществляли путем пропитки оксидной матрицы хло ридными комплексами соответствующих металлов с последующим отжигом. Частицы катализатора размером ~ 20 нм равномерно распределяются по всей толщине мембра ны, не блокируя при этом каналы. Испытания сенсорных свойств полученных чувст вительных элементов свидетельствуют, что их рабочее напряжение составляет 1,8 В, мощность около 60 мВт, а чувствительность 6 7 мВ/об. % CH4. Температура плати нового нагревателя в процессе работы не превышает 500 °С. При этом значительного дрейфа сопротивления не происходит, а чувствительный элемент выдерживает более 105 циклов нагрев/охлаждение без каких-либо структурных из менений.

Таким образом, в ходе работы получены планарные термокаталитические чувстви тельные элементы, которые по своим характеристикам не усту пают существующим объёмным аналогам. Все использованные методики синтеза позволяют за один технологический цикл формировать нескольких сотен чувствительных элементов, что Рис. 2. Изображение Pt микронагревателя на поверх увеличивает воспроизводимость ности оксидной основы чувствительного элемента и снижает количество отбрако- (растровая электронная микроскопия).

ванных изделий.

Публикации студента:

1. Росляков И.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Лукашин А.В., Чернышов Д.Ю., Григорьев С.В. Синтез магнитных наночастиц с контролируемой анизотропией функциональных свойств в матрице из пористого оксида алюминия // Российские нанотехнологии, 2,009, 4, 3-4, 82-86.

2. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Lebedev V.A., Itkis D.M., Tretyakov Yu.D. Calibrations gratings based on self-assembled anodic alumina porous films // ISJAEE, 2009, 11(79), 86-89.

3. Grigoriev S.V., Chumakov A.P., Syromyatnikov A.V., Grigorieva N.A., Okorokov A.I., Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Eckerlebe H. Magnetic properties of a two-dimensional spatially ordered array of nickel nanowires // Physics of the Solid State, 2010, 52, 5, 1011-1016.

4. Grigoriev S.V., Syromyatnikov A.V., Chumakov A.P., Grigoryeva N.A., Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Eckerlebe H. Nanostructures: Scattering beyond the Born approximation // Phys. Rev. B, 2010, 81, 125405.

5. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Byelov D.V., Grigoryeva N.A., Bouwman W.G., Lukashin A.V., Kvashnina K.O., Chumakov A.P., Grigoriev S.V.

Long-range ordering in anodic alumina films: a microradian X-ray diffraction study // J.

Appl. Cryst., 2010, 43, 531-538.

6. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D. Forma tion of multilayered Ni/Cu nanowires based on porous anodic alumina films // ISJAEE, 2010, 8(88), 79–83.

7. Chumakov A.P., Grigoriev S.V., Grigoryeva N.A., Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Okorokov A.I., Eckerlebe H. Two-dimensional spatially ordered arrays of cobalt nanowires: Polarized SANS study // Journal of Physics: Conference Series, 2010, 247, 012033.

8. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov D.I., Lukashina A.V., Chen S.-F., Liu C.-P., Tsirlina G.A. Tuning the microstructure and functional properties of metal nanowire arrays via deposition potential // Electrochimica Acta, 2011, 56, 5, 2378-2384.

9. Chumakov A.P., Grigoriev S.V., Grigoryeva N.A., Napolskii K.S., Eliseev A.A., Roslya kov I.V., Okorokov A.I., Eckerlebe H. Magnetic properties of cobalt nanowires: Study by polarized SANS // Physica B, 2011, 406, 2405-2408.

10. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A. Byelov D.V., Petukhov A.V., Grigoryeva N.A., Bouwman W.G., Lukashin A.V., Chumakov A.P., Grigoriev S.V. The Kinetics and Mechanism of Long-Range Pores Ordering in Anodic Films on Aluminum // J. Phys.

Chem. C, 2011, 115, 23726-23731.

11. Григорьев С.В., Григорьева Н.А., Напольский К.С., Чумаков А.П., Елисеев А.А., Росляков И.В., Эккерлебе Х., Сыромятников А.В. Массивы взаимодействующих ферромагнитных нанонитей: исследование методом малоугловой нейтронной ди фракции // Письма в ЖЭТФ, 2011, 94, 678-684.

12. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Romanchuk A.Yu., Kapitanova O.O., Mankevich A.S., Lebedev V.A., Eliseev A.A. Origin of Long-Range Orientational Pore Ordering in An odic Films on Aluminum // Journal of Materials Chemistry, 2012, DOI:

10.1039/c2jm31710a.

13. Напольский К.С., Валеев Р.Г., Росляков И.В., Лукашин А.В., Сурнин Д.В., Ветош кин В.М., Романов Э.А., Лысков Н.В., Укше А.Е., Добровольский Ю.А., Елисеев А.А. Cпособ получения наноструктур полупроводника // Патент на изобретение № 2385835, 2010. Приоритет от 23.10.2008 // Официальный бюллетень Федераль ной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

Москва: ФИПС 10.04.2010. Бюллетень № 10.

14. Napolskii K.S., Trubitsyn E.A., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D., Grigoriev S.V.,. Grigorieva N.A, Eckerlebe H. The use of porous matrices for electrochemical growth of magnetic nanostructures // E-MRS 2007 Spring Meeting, Strasbourg, France, 2007.

15. Росляков И.В. Получение упорядоченного массива Co нанонитей на основе порис тых пленок Al2O3 // VII Конференция молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения», Звенигород.

16. Росляков И.В. Изучение эволюции пористой структуры пленок анодированного Al2O3 методом малоуглового рассеяния рентгеновского излучения // XV Междуна родная конференция «Ломоносов», Москва, 2008.

17. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D. Anodic alumina films as a host material for preparation of magnetic nanowire arrays // MISM 2008, Moscow, 2008.

18. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Chumakov A.P., Grigoriev S.V., Grigorieva N.A., Sharp M., Eckerlebe H., Byelov D., Petukhov A.V. Small Angle Neutron and X-ray Diffraction Study of Spatially Ordered Nanocomposites Based on An odic Alumina Films // School on Condensed Matter Research «Probing the Nanome ter Scale with Neutrons, Photons and Muons», Zuoz, Switzerland, 2008.

19. Napolskii K.S., Napolskaya A.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Chuma kov A.P., Grigoriev S.V., Grigorieva N.A., Sharp M., Eckerlebe H. Polarized SANS study of highly ordered arrays of magnetic metal (Ni, Co) nanowires based on anodic alumina films // PNCMI 2008, Tokai, Japan, 2008.

20. Росляков И.В., Напольский К.С. Применение пленок пористого оксида алюминия для синтеза магнитных наночастиц с контролируемой анизотропией функцио нальных свойств // I Международная конференция «Функциональные мате риалы и высокочистые вещества», Суздаль, 2008.

21. Росляков И.В., Напольский К.С. Выбор оптимальных условий получения пленок по ристого оксида алюминия и магнитных материалов на их основе // XVI Междуна родная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», Москва, 2009.

22. Росляков И.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Третьяков Ю.Д. Выбор оптималь ных условий получения пленок пористого оксида алюминия и магнитных материа лов на их основе // Третья всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2009», Екатеринбург, 2009.

23. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Grigoriev S.V., Vassiliev S.Yu., Tsirlina G.A. Templating of Electrodeposited Metals as a Tool to Control Func tional Properties of Nanostructured Materials // 5th Kurt Schwabe Symposium, Erlan gen, Germany, 2009.

24. Росляков И.В. Синтез магнитных наночастиц с контролируемой анизотропией функциональных свойств в матрице из пористого оксида алюминия // Материалы ХIХ Менделеевской конференции молодых учёных, Санкт-Петербург, 2009.

25. Roslyakov I.V., Napolskii K.S., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D.

Determination of optimal conditions for preparation of magnetic materials based on an odic alu-mina membranes // Rusnanotech’09, Moscow, 2009.

26. Napolskii K.S., Roslyakov I.V., Eliseev A.A., Grigoriev S.V., Petukhov A.V. Evolution of porous structure during formation of anodic alumina films: in-situ microradian XRD study // Rusnanotech’09, Moscow, 2009.

27. Росляков И.В., Напольский К.С. Калибровочные решетки на основе самооргани зующихся структур пористого оксида алюминия // IX Конференция молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и мате риаловедения: нанохимия, наноматериалы и нанотехнологии», Звенигород, 2009.

28. Росляков И.В. Формирование пространственно-упорядоченных магнитных нано структур на основе пленок анодного оксида алюминия // Международный моло дежный научный форум «Ломоносов», Москва, 2010.

29. Росляков И.В., Напольский К.С. Формирование пространственно-упорядоченных магнитных наноструктур на основе плёнок анодного оксида алюминия // Мате риалы ХХ Менделеевской конференции молодых учёных, Архангельск, 2010.

30. Roslyakov I.V., Napolskii K.S., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D. Prepara tion of functional nanomaterials based on anodic alumina films // E-MRS 2010 Spring Meeting, Strasbourg, France, 2010.

31. Roslyakov I.V., Napolskii K.S., Kapitanova O.O., Romanchuk A.Yu., Eliseev A.A. The influence of metal microstructure on structure of anodic alumina films // Rus nanotech’10, Moscow, 2010.

32. Росляков И.В., Напольский К.С., Капитанова О.О., Романчук А.Ю., Елисеев А.А.

Влияние микроструктуры металла на структуру пористых плёнок анодного окси да алюминия // Х Конференция молодых учёных «Актуальные проблемы неор ганической химии: наноматериалы и здоровье человека», Звенигород, 2010.

33. Росляков И.В. Влияние микроструктуры металла на структуру пористых плёнок анодного оксида алюминия // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», Москва, 2011.

34. Roslyakov I.V., Napolskii K.S., Eliseev A.A., Petukhov A.V., Lukashin A.V., Grigoriev S.V. The Kinetics and Mechanism of Long-Range Pores Ordering in Anodic Alumina Films: a microradian X-ray diffraction study // 10th Summer School on Condensed Matter Research, Zug, Switzerland, 2011.

35. Росляков И.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Петухов А.В. Кинетика и механизм самоорганизации пористой структуры плёнок анодного оксида алюминия // Меж дународная научная школа «Современная нейтронография: от перспектив ных материалов к нанотехнологиям», Дубна, 2011.

36. Росляков И.В., Петухов Д.И., Бойцова О.В., Напольский К.С. Разработка наност руктурированных чувствительных элементов планарных газовых сенсоров на ос нове пленок пористого оксида алюминия // Х Конференция молодых учёных «Актуальные проблемы неорганической химии: наноматериалы их исследо вание и модификация при помощи синхротронного излучения», Звенигород, 2011.

37. Росляков И.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Петухов А.В. Кинетика и механизм самоорганизации пористой структуры плёнок анодного оксида алюминия // XXIX всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике, Москов ская область, 2011.

38. Росляков И.В., Петухов Д.И., Бойцова О.В., Напольский К.С. Создание чувстви тельных элементов газовых сенсоров на основе пористых пленок анодного оксида алюминия // Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», Москва, 2012.

39. Росляков И.В., Баранчиков А.Е., Иванов В.К. Исследование кристаллических ма териалов методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) // II кон ференция молодых учёных по общей и неорганической химии, Москва, 2012.

Материалы для высокоемких литий-ванадийоксидных аккумуляторов Козьменкова А.Я.

Руководитель: к.х.н., н.с. Иткис Д.М.

Создание литий-ионных аккумуляторы, удельная энергия которых достигает 100 – 180 Втч/кг, явилось одной и главных причин, позволивших обеспечить столь бурное развитие портативной электроники, без которой сложно представить сего дняшнюю жизнь – мобильные телефоны, ноутбуки, планшетные компьютеры, аудио плееры и др. Тем не менее, использование современных литий-ионных аккумулято ров для питания более мощных устройств (смартфонов, мощного электроинструмен та, электромобилей) оказывается проблематичным из-за недостаточно высоких удельных характеристик. До сих пор улучшение характеристик литий-ионных источ ников тока осуществлялось в основном путем технологических усовершенствований, однако удельные характеристики таких аккумуляторов уже подошли к своим теоре тическим пределам, и для дальнейшего совершенствования необходима разработка новых электрохимических систем и материалов.

В настоящей работе в качестве замены графитового отрицательного электрода предлагается металлический литий, удельная емкость которого (3860 мАч/г) более чем в 10 раз превосходит удельную емкость графита (370 мАч/г). Для решения про блемы дендритообразования, происходящего при переосаждении металлического ли тия в процессе заряда аккумулятора и приводящего к коротким замыканиям между электродами, в работе предпринят поиск полимерного электролита, который подавил бы рост дендритов. Предложена гель-полимерная система на основе сополимера по ливинилиденфторида и политетрафторэтилена с добавлением тетраглима в качестве пластификатора и бис-трифторметилсульфонилимида лития (LiTFSI). Значения ион ной проводимости, которые удалось достичь, составляют 10-5 См/см, с числом пере носа Li+ 0.4.

В качестве альтернативы традиционным материалам положительного электро да (LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4), удельная емкость которых не превышает 200 мАч/г, предложено использовать наноструктурированный V2O5 (400 – 500 мАч/г). Оксид ва надия синтезировали методом гидротермальной обработки гидрогелей при 180оС. В процессе формирования геля в реакционную смесь добавляли LiNO3 · 3H2O и С2Н2ОН. Образующиеся после гидротермальной обработки кристаллы LixV2O5 (x = 0.5 – 1.0) обладают лентовидной морфологией и характеризуются средними значе ниями ширины и толщины 200 и 20 нм, соответственно (по данным АСМ). На основе анализа микрофотографий РЭМ реакционной смеси, извлеченной из автоклава на промежуточных этапах гидротермальной обработки, был предложен механизм роста лентовидных кристаллов, заключающийся в деламинации геля в результате умень шения его мольного объема при отщеплении молекул воды.

Для создания материала положительного электрода на основе наноструктури рованного LixV2O5 предложено использовать композиты с окисленным графитом.

Показано, что оптимальное содержание окисленного графита в материале 10 масс. %.

Полученный материал продемонстрировал крайне высокую удельную емкость мАч/г при токе 100 мА/г (С/4) и хорошую стабильность при циклировании (до циклов без потери емкости). Применение окисленного графита в качестве проводя щей добавки дало возможность улучшить адгезию материала к токоснимающей ос нове электрода и уменьшить деградацию емкости, вызванную деламинацией актив ного материала.

Публикации студента:

1. Semenenko D.A., Kozmenkova A.Ya., Itkis D.M., Goodilin E.A., Kulova T.L., Skundin A.M., Tretyakov Yu.D. Growth of thin vanadia nanobelts with improved lithium storage capacity in hydrothermally aged vanadia gels // CrystEngComm, 2012, 14, c. 1561 1567.

2. Козьменкова А.Я., Семененко Д.А., Иткис Д.М., Кулова Т.Л., Скундин А.М., Гуди лин Е.А., Третьяков Ю.Д. Новые анизотропные наноструктурированные мате риалы на основе оксида ванадия для положительных электродов литий-ионных ак кумуляторов // II международная научная конференция «Наноструктурные материалы-2010: Беларусь-Россия-Украина», 2010, c. 836.

3. Козьменкова А.Я., Семененко Д.А., Иткис Д.М., Кулова Т.Л., Скундин А.М., Гуди лин Е.А., Третьяков Ю.Д. Новые анизотропные наноструктурированные мате риалы на основе оксида ванадия для положительных электродов литий-ионных ак кумуляторов // Х Конференция молодых ученых «Актуальные проблемы неор ганической химии: наноматериалы и здоровье человека», 2010, c. 33.

Электронное строение химически модифицированных углеродных наноструктур Вербицкий Н.И.

Руководитель: к.х.н., доц. Елисеев А.А., консультант: д.х.н. Яшина Л.В.

Графен – моноатомный слой sp2-гибридизованных атомов углерода – обладает рядом уникальных физических свойств, которые могут найти применение в электро нике будущего – транзисторы, прозрачные электроды, устройства на основе жидких кристаллов, суперконденсаторы и пр.

В данной работе были синтезированы образцы «квази-свободного» графена (quasi-free-standing graphene) и N-графена методом CVD. На первой стадии на полиро ванный монокристалл W(111) методом молекулярно лучевой эпитаксии осаждалась пленка Ni(111) толщиной ~80, на которой затем, в результате крекинга пропилена, или триазина, формировался монослой графена, или N-графена, соответственно. Для уменьшения взаимодействия графена с подложкой проводилось осаждение монослоя золота с последующей интеркаляцией под графен, что приводило к сдвигу C1s компо ненты графена на 0.7 эВ в сторону меньших энергий связи. Полученные образцы гра фена были исследованы методами дифракции медленных электронов (LEED) на каж дой стадии синтеза, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), рентгенов ской фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) и спектроско пии поглощения (NEXAFS), которые свидетельствуют о монослойном эпитаксиальном росте графена [графен/1ML Au/Ni(111)/W(110)].

В ходе работы было исследовано влияние легирования, как донорного, так и ак цепторного, на электронную структуру графена. Донорное легирование осуществля лось напылением атомами щелочных металлов (Li@графен, K@графен) в сверхвысо ковакуумных условиях с последующей интеркаляцией, а также путем внедрения ато мов азота непосредственно в решетку в процессе роста графена (N-графен). Исследо вание методом ARPES позволило изучить зонную структуру вблизи точки K зоны Бриллюэна и определить смещения уровня Ферми в результате легирования, которые составили 1,4 эВ для K@графена, 0,3 эВ для N-графена, 1,5 эВ для K@N-графена, 1, эВ для Li@N-графена. Акцепторное дописрование графена осуществляли нанесением тонкого слоя (~20) CuBr, что приводило к сдвигу C1s компоненты графена на 0.3 эВ в сторону меньшей энергии связи. Кроме того было выявлено отсутствие химического связывания графена с квазидвумерным кристаллом СuBr, характерное для квазиодно мерных кристаллов выращенных в каналах одностенных углеродных нанотрубок, ко торое появляется вследствие частичной гибридизации Cu3d – и C2pz – орбиталей в ре зультате координационной ненасыщенности атомов меди в одномерных кристаллах.

Публикации студента:

1. Chernysheva M.V., Kiseleva E.A., Verbitskii N.I., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Y.D., Savilov S.V., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Kumskov A.S., Krestinin A.V., Hutchison J.L. The electronic properties of SWNTs intercalated by electron acceptors // Physica E-Low-Dimensional Systems & Nanostructures, 2008, 40, 2. Eliseev A.A., Chernysheva M.V., Verbitskii N.I., Kiseleva E.A., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Zakalyukin R.M., Krestinin A.V., Hutchison J.L. Chemical reactions within single-walled carbon nanotubes channels // Chemistry of materials, 2009, 21, p.5001- 3. Eliseev A.A., Yashina L.V., Brzhezinskaya M.M., Chernysheva M.V., Kharlamova M.V., Verbitsky N.I., Lukashin A.V., Kiselev N.A., Kumskov A.S., Zakalyuhin R.M., Hutchison J.L., Freitag B., Vinogradov A.S. Structure and electronic properties of AgX (X = Cl, Br, I)–intercalated single-walled carbon nanotubes // Carbon, 2010, V.48, Issue 10, pp 2708 4. Eliseev A.A., Yashina L.V., Verbitskiy N.I., Brzhezinskaya M.M., Kharlamova M.V., Chernysheva M.V., Lukashin A.V., Kiselev N.A., Kumskov A.S., Freitag B., Generalov A.V., Vinogradov A.S., Zubavichus Y.V., Kleimenoм E., Nachtegaal M. Interaction be tween single walled carbon nanotube and 1D crystal in CuX@SWCNT (X=Cl, Br, I) nanostructures // Carbon, 2012, DOI: 10.1016/j.carbon.2012.04. 5. Киселев Н.А., Елисеев А.А., Куршева В.В., Вербицкий Н.И., Кумсков А.С. Вячесла вов А.С., Хатчисон Дж. Диод на основе одностенной углеродной нанотрубки и спо соб его изготовления // Патент РФ №2414768, 20.03. 6. Chernysheva M.V., Eliseev A.A., Kiseleva E.A., Verbitskii N.I., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Savilov S.V., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Kumskov A.S., Krestinin A.V., Hutchison J.L. 1D nanocrystal growth in the channels of single-walled carbon nanotubes.

// E-MRS 2007 Spring Meeting, Symp. M, Strasbourg, France, 2007, M/P2.14 22, p.M 11.

7. Eliseev A.A., Chernysheva M.V., Kiseleva E.A., Verbitskii N.I., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Savilov S.V., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Kumskov A.S., Krestinin A.V., Hutchison J.L. Growth of one-dimensional nanocrystals in the channels of single-walled carbon nanotubes // International Conference on Materials for Advanced Technolo gies, ICMAT 2007, Symp. M, Singapore, 2007, p. a2490, MA-2-OR5.

8. Chernysheva M.V., Verbitskii N.I., Kiseleva E.A., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Savilov S.V., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Kumskov A.S., Krestinin A.V., Hutchison J.L. Impact of 1D nanocrystals grown in the channels of SWNTs on electronic properties of obtained nanostructures // 8th Biennial International Workshop «Fullere nes and Atomic Clusters», IWFAC’2007, Saint-Petersburg, Russia, 2007, p. 273, P223.

9. Вербицкий Н.И., Елисеев А.А., Киселева Е.А. Заполнение одностенных углеродных нанотрубок халькогенами (S, Se, Te) и сульфидами Cd и Pb // Материалы XIV Меж дународной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоно сов», Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 11-14 апреля 2007.

10. Вербицкий Н.И., Киселева Е.А. Чернышева М.В, Елисеев А.А., Лукашин А.В., Третьяков Ю.Д. Формирование одномерных структур халькогенов (S, Se, Te) и суль фидов (CdS, PbS) во внутреннем канале одностенных углеродных нанотрубок. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007, том 2, стр.161.

11. Чернышева М.В, Вербицкий Н.И., Киселева Е.А., Елисеев А.А., Лукашин А.В., Третьяков Ю.Д., Савилов С.В., Киселев Н.А., Жигалина О.М., Кумсков А.С., Кре стинин А.В., Хатчисон Дж. Синтез одномерных кристаллов в каналах одностенных углеродных нанлтрубок // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007, том 2, стр.601.

12. Chernysheva M.V., Eliseev A.A., Kiseleva E.A., Verbitskii N.I., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Kumskov A.S., Krestinin A.V., Hutchison J.L.

Synthesis and investigation of SWNTs intercalated by electron-donors and acceptors // GDR-I Nano-I Annual Meeting on Science and Applications of Nanotubes, Autrans, France, 2007, P. I-7.

13. Вербицкий Н.И., Чернышева М.В. Метод рамановской спектроскопии: исследова ние электронной структуры композитов MX@ОСУНТ (M=Cd, Zn, Pb;

Х=S, Se, Te) // Материалы XV Международной конференции студентов, аспирантов и моло дых ученых «Ломоносов», Москва, 2007.

14. Вербицкий Н.И. Исследование физических свойств одностенных углеродных нанот рубок в аморфной оболочке пироуглерода (ОСНТ@ПУ) и интеркаляции иодидов Cu и Pb в их внутренние каналы // XVIII Менделеевский конкурс студентов-химиков, Белгород, 15. Verbitskii N.I., Chernysheva M.V., Kiseleva E.A., Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretya kov Yu.D., Kiselev N.A., Zhigalina O.M., Krestinin A.V., Hutchison J.L. Raman Spec troscopy: the Electronic Structure of Nanocomposites AB@SWNT (A=Cd, Zn, Pb, B=S, Se, Te) // 3rd International Symposium «Detonation Nanodiamond: Technology, Properties and Applications», 2008, St Petersburg, Russia, P 16. Eliseev A.A., Kharlamova M.V., Verbitskii N.I., Yashina L.V., Kiselev N.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D. The Investigation of Electronic Properties of Single-Walled Car bon Nanotubes Filled with Nanocrystals of Transition Metal Halogenides // E-MRS Spring Meeting, 2010, Strasbourg, France 17. Verbitskii N.I., Eliseev A.A., Vyacheslavov A.S., Tretyakov Yu.D. The Investigation of Single-walled Carbon Nanotubes Filled with Nanocrystals of Silver and Copper Halides // Rusnanoforum’10, 2010, Moscow, Russia Структура и свойства композитов на основе полиакрилонитрила и многостенных углеродных нанотрубок Чеботаева Г.С.

Руководитель: к.х.н., с.н.с. Беркович А.К.

В настоящее время создание новых прекурсоров для углеродного волокна с улучшенными свойствами привлекает всё большее внимание исследователей. Так бы ло показано, что армирование волокон полиакрилонитрила одностенными углеродны ми нанотрубками (ОСУНТ) приводит к значительному улучшению свойств. Компо зитные волокна обладают высокой прочностью, электропроводностью, низкой плотно стью, инертностью к растворителям, термической стабильностью и низким коэффици ентом усадки, что делает данный материал перспективным прекурсором для создания углеродного волокна. Однако синтез ОСУНТ сопряжен со значительными трудностя ми, которые делают материал на их основе слишком дорогостоящим. В свою очередь многостенные углеродные нанотрубки (МСУНТ) более доступны, дешевы, менее ток сичны и лишь немногим уступают ОСУНТ в качестве армирующего материала.

Целью данной работы стало получение и исследование композитов на основе полиакрилонитрила и многостенных углеродных нанотрубок.

В рамках работы были получены и исследованы композитные плёнки ПАН/МСУНТ различного состава (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 2 и 2.4 масс. % МСУНТ). Было показано, что введение многостенных углеродных нанотрубок приво дит к изменению структуры материала, что оказывает существенное влияние на про цесс термической стабилизации ПАН. Заметное снижение степени кристалличности образцов, увеличение размеров аморфных областей и понижение суммарного теплово го эффекта процесса термической стабилизации положительно сказывается как на рав номерности протекания реакций, так и на выходе целевого продукта.

Самым перспективным представляется материал, содержащий 0,75 масс. % уг леродных нанотрубок, наиболее ярко демонстрирующий все эффекты при минималь ном содержании наполнителя.

Публикации студента:

1. Чеботаева Г.С., Беркович А.К., Сергеев В.Г. Исследование свойств композитов на основе полиакрилонитрила и многостенных углеродных нанотрубок // XIX Меж дународная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоно сов», 2012.

2. Kolesnik I.V., Chebotaeva G.S,, Eliseev A.A., Lukashin A.V., Tretyakov Yu.D. Optical and photocatalytic properties of N-doped mesoporous titanium oxide // E-MRS Spring Meeting, Strasbourg, France, 2009, Symposium E, P3-69.

3. Kolesnik I.V., Chebotaeva G.S., Ovchinnikov A.V., Chernik A.A., Eliseev A.A., Luka shin A.V., Tretyakov Yu.D. Mesoporous titanium oxide and related nanocomposites for catalytic applications // NANO-2009, Yekaterinburg, 2009, p. 334.

4. Вячеславов А.С., Лукацкая М.Р., Чеботаева Г.С., Елисеев А.А., Лукашин А.В., Третьяков Ю.Д. Магнитные нанокомпозиты на основе микро- и мезопористых алюмосиликатов// 3-я всероссийская конференция по наноматериалам «Нано 2009», Екатеринбург, 2009.

5. Чеботаева Г.С., Колесник И.В. Модификация оптических свойств мезопористого оксида титана при обработке гидразином // XIX Менделеевский конкурс сту дентов-химиков, 2009, Санкт-Петербург.

6. Чеботаева Г.С., Колесник И.В. Модификация оптических свойств мезопористого оксида титана при обработке гидразином // XVI Международная научная кон ференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2009, Моск ва.

7. Чеботаева Г.С., Колесник И.В. Модификация оптических свойств мезопористого оксида титана при обработке гидразином // Первый международный форум по нанотехнологиям Rusnanotech’08, 2008, Москва.

8. Вячеславов А.С., Чеботаева Г.С., Лукацкая М.Р., Елисеев А.А., Третьяков Ю.Д.

Магнитные нанокомпозиты на основе микро- и мезопористых алюмосиликатов // Первый международный форум по нанотехнологиям Rusnanotech’08, 2008, Москва.

9. Чеботаева Г.С., Вячеславов А.С. Исследование химического и фазового состава нанокомпозитов Fe/MCM-41, Co/MCM-41 и FexCoy/MCM-41// XV Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2008, Москва.

10. Чеботаева Г.С., Вячеславов А.С. Синтез наночастиц в порах MCM-41// XIV Меж дународная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2007, Москва.

Исследование фотолюминесцентных свойств коллоидных растворов нанокристаллов кремния Харин А.Ю.

Руководители: д.ф.м.н. проф. Тимошенко В.Ю., м.н.с. Гонгальский М.Б.

Наноструктурированные полупроводники являются одним из объектов при стального внимания ученых всего мира. Наиболее широко распространенным полу проводником, использующемся в производстве является кремний. Так как кристалли ческий кремний является непрямозонным полупроводником, вероятность поглощения и испускания квантов света с энергией близкой к ширине запрещенной зоны мала.

Однако кремний в виде наночастиц люминесцирует, причем квантовый выход фотолюминесценции (ФЛ) может достигать 50-70%. Причины столь эффективной ФЛ связаны с пространственным ограничением носителей заряда в нанокристаллах, что приводит к образованию метастабильных экситонов. Однако, применение таких на нокристаллов осложняется низкой стабильностью их люминесцентных свойств, а так же получения стабильных водных суспензий. Способы стабилизации коллоидов крем ниевых наночастиц, а также методы их получения изучены пока недостаточно подроб но. Целью нашей работы является получение и стабилизация люминесцирующих дис персий наночастиц кремния, полученных различными способами.

Кремниевые наночастицы были получены тремя методами: методом электро химического травления монокристалла кремния в плавиковой кислоте, методом вос становления тетрабромсилана металлическим натрием в глиме и методом лазерной аб ляции кремния в инертной атмосфере. Для модификации использовались образцы, по лученные травлением. Модификация поверхности проводилась двумя способами:

1) взаимодействие с непредельным углеводородом (октодеценом) при активации све том, что давало образование Si-C связей на поверхности наночастиц;

2) покрытие час тиц биосовместимым сополимером молочной и гликолиевой кислот (PLGA). Структу ра образцов исследовалась с помощью растровой и просвечивающей электронной микроскопии, удельная площадь поверхности и размер пор определялись методом низкотемпературной адсорбции азота. Для анализа поверхности модифицированных частиц использовался метод ИК-спектроскопии. При измерении спектров фотолюми несценции пористого кремния возбуждение проводилось лазерным излучением с дли нами волн 337, 364 и 532 нм.

В результате измерений было обнаружено, что при покрытии частиц PLGA про исходит стабилизация водных суспензий наночастиц. При этом происходит разгорание фотолюминесценции. Обнаружено изменение спектров ФЛ со временем при выдержи вании частиц, стабилизированных катионами ионной жидкости, на воздухе. Это ука зывает на отсутствие химической стабильности поверхности наночастиц. Установлено, что стабильные коллоиды получаются в октодецене. Изменение времен релаксации фотолюминесценции после возбуждения лазерным импульсом указывает на увеличе ние времени жизни экситонов в нанаочастицах, а значит на уменьшение числа дефек тов на их поверхности.

Таким образом, в работе найдены способы получения стабильных люминесци рующих коллоидов кремниевых наночастиц.

Публикации студента:

1. Исмагилов Р.Р., Образцов А.Н., Харин А.Ю., Швец П.В. Безкаталитический син тез углеродных нанотрубок плазмохимическим осаждением // Журнал Кристал лография, 2010, 55, №3.

2. Gongalsky M.B., Kharin A.Yu., Zagorodskikh S.A., Osminkina L.A., Timoshenko V.Yu.

Photosensitized generation of singlet oxygen in porous silicon studied by simultaneous measurements of luminescence of nanocrystals and oxygen molecules // Journal of Ap plied Physics., 2011, 110, 013707.

3. Shestakov M.V., Baranov A.N., Tikhomirov V.K., Zubavichus Y.V., Kuznetsov A.S., Veligzhanin A.A., Kharin A.Yu., Rsslhuber R., Timoshenko V.Yu., Moshchalkov V.V.

Energy-transfer luminescence of zinc oxide/ ytterbium oxide nanocomposite // RSC ad vances, 2012, submitted.

4. Харин А.Ю. Получение и исследование биосовместимых кремниевых наночастиц со стабильными фотолюминесцентными свойствами // XI Конференция моло дых ученых «Актуальные проблемы неорганической химии: наноматериалы, их исследование и модификация при помощи синхротронного излучения», 2011, с 5. Харин А.Ю., Гонгальский М.Б., Тимошенко В.Ю. Получение и исследование крем ниевых нанокристаллов как фотосенсибилизаторов генерации синглетного кисло рода // IX Конференция молодых ученых «Актуальные проблемы неорганиче ской химии: наноматериалы и здоровье человека», 2010, с.28.

6. Харин А.Ю. Получение и исследование биосовместимых кремниевых наночастиц со стабильными фотолюминесцентными свойствами // IV Всероссийская школа семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по тематическому направ лению развития ННС «Нанобиотехнология», 2011, с. 93.

7. Timoshenko V.Yu., Osminkina L.A., Gongalsky M.B., Kharin A.Yu., Tamarov K.P., Sviridov A.P., Galkin R.A., Andreev V.G., Solovyev V.V., Kudryavtsev A.A. Porous silicon for theranostic applications: bioimaging, photo- and sonosensitizations // PSST 2012, Porous Semiconductors - Science and Technology Conference.

8. Gongalsky M.B., Kharin A.Yu., Korolev S.A., Osminkina L.A., Timoshenko V.Yu. In vestigation of the photoluminescent stability of si nanoparticles in aqueous suspensions // PSST-2012, Porous Semiconductors - Science and Technology Conference.

Рост из газовой фазы и исследование эпитаксиальных гете роструктур, включающих оксиды со структурой перовскита Адаменков А.А.

Руководитель: к.х.н., доц. Самойленков С. В.

Актуальной задачей современного материаловедения является разработка эф фективных подходов к получению токонесущих ВТСП-лент 2-го поколения. В на стоящее время эти проводники, основанные на сверхпроводимости соединений RBa2Cu3O7- (R – редкоземельный элемент), оказываются существенно дороже прово дов из низкотемпературных сверхпроводников (Nb-Ti, Nb3Sn) и ВТСП-лент 1-го поко ления на основе Bi-содержащих ВТСП. Уменьшение количества стадий создания ВТСП-провода 2-го поколения и их удешевление, при сохранении высоких критиче ских характеристик провода является достойной материаловедческой задачей.

ВТСП-провод 2-го поколения представляет собой многослойное текстуриро ванное покрытие на металлической ленте. Термодинамическая несовместимость ме таллической подложки из никелевого сплава со слоем сверхпроводника, содержащим медь в высокой степени окисления, обуславливает необходимость использования про межуточного (буферного) слоя. Проблема выбора оптимального буферного слоя или композиции буферных слоев, а также метода их нанесения, крайне актуальна. Благода ря своей простоте, архитектура буферных слоев AMO3-/MgO (А – La, Ba;

M = Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) представляется перспективной, так как слой MgO препятствует окис лению подложки кислородом, а кристаллическая ячейка перовскитного слоя AMO3 сходна ячейкой соединений RBa2Cu3O7- как по структуре, так и по значению парамет ра кристаллической ячейки. Это соответствие способствует эпитаксиальному росту слоя ВТСП.

Целью данной работы является исследование особенностей роста методом MOCVD эпитаксиальных пленок AMO3- на (001)MgO/(001)NiCrW. В качестве буфер ных слоев для ВТСП состава YBa2Cu3O7 синтезированы как чистые пленки состава AMO3- (А = La, Ba;

M = Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) так и ряд твердых растворов на их осно ве.

Эксперименты по осаждению пленок AMO3 проводили при температурах: T = 630-850oC, давлении p = 10 мбар, потоках Ar 15 л/ч и O2 7,5 л/ч. Состав и структура пленок всесторонне исследовались методами растровой и просвечивающей электрон ной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, рентгеновской дифракции, атомно-силовой микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов.

Большинство синтезированных пленок состава LaMO3- (M = Cr, Mn, Fe, Co, Ni), BaFeO3-, а также твердых растворов LaCoO3--LaAlO3, LaCoO3--LaFeO3-, LaFeO3 -LaAlO3, LaFeO3--BaFeO3-, являются преимущественно 100(001) ориентированными, согласно данным рентгенофазового анализа и дифракции обратно отраженных электронов. В частности, в работе показано, что параметр псевдокубиче ской ячейки соединений состава LaCoxFe1-xO3 изменяется линейно в интервале 3,80 3,94 при сохранении высокой текстуры полученных пленок. Получены твердые рас творы в системе LaMO3--LaAlO3 (M = Co,Fe), что позволило получить слои близкие по характеристикам к LaAlO3 при относительно низких температурах роста. Показано, что микроструктура пленок твердых растворов La1-xBaxFeO3- сильно зависит от соста ва, а образование наиболее гладких покрытий наблюдается при уровне замещения вблизи х = 0.2. Также, нами было показано, что тонкие пленки LaCoO3- разлагаются в условиях синтеза пленок ВТСП (Т = 820оС, р(О2) = 1.2 мбар).

На полученные буферные слои AMO3-/MgO(А – La, Ba;

M = Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) осаждены эпитаксиальные пленки сверхпроводника YBa2Cu3O7 с высокой степе нью текстуры и сверхпроводящими свойствами.

Публикации студента:

1. Адаменков А.А. Рост из газовой фазы и исследование тонких пленок со структу рой перовскита на (001)MgO // XI конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии: наноматериалы, их исследо вание и модификация при помощи синхротронного излучения», 2011, с.1.

2. Адаменков А.А. Рост из газовой фазы и исследование эпитаксиальных гетерост руктур, включающих оксиды со структурой перовскита // XIX Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2012, с.1.

3. Адаменков А.А. Рост из газовой фазы и исследование тонких пленок со структу рой перовскита на (001)MgO // X конференция молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения: нанома териалы и здоровье человека» 2010, с.1.

4. Адаменков А.А Growth and investigation of perovskite thin films epitaxially grown on (001)MgO // Rusnanotech’10, Moscow, Russia, 2010.

5. Адаменков А.А. Рост из газовой фазы и исследование тонких пленок соединений со структурой перовскита на (001) MgO // XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2011, с.2.

6. Адаменков А.А. Исследование особенностей роста оксидных материалов для но вых сверхпроводниковых лент методом химического осаждения из паровой фазы (MOCVD) // IX конференции молодых ученых «Актуальные проблемы совре менной неорганической химии и материаловедения: нанохимия, наномате риалы и нанотехнологии», 2009, с.9.

7. Адаменков А.А. Рост из газовой фазы и исследование тонких пленок соединений со структурой перовскита на (001) MgO // XVII Международная конференция сту дентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2010, с.2.

Формирование металлических наноструктур при рентгенов ском облучении растворов и гелей полиэлектролитов Дё В.В.

Руководитель: д.х.н., с.н.с. Зезин А.А.

Полимерные системы, содержащие наночастицы металлов, являются материа лами с уникальными каталитическими и электрофизическими свойствами. Свойства нанокомпозитных материалов определяются размерами наночастиц и их пространст венным распределением в образце. Поэтому разработка методов получения наноком позитов с заданной структурой представляет высокую актуальность. В последние годы для синтеза наночастиц контролируемого размера широко применяются методы вос становления ионов металлов в полимерных суспензиях, мицеллярных растворах блок сополимеров и растворах разветвленных макромолекул.

Целью работы было исследование возможностей использования радиационно химических методов для получения нанокомпозитных материалов на основе полимер ных систем различного типа. Преимуществом этих методов является возможность кон тролировать процессы восстановления, варьируя параметры облучения. Задачи работы состояли в получении экспериментальной информации об особенностях формирования наночастиц меди в растворах и гелях полиэлектролитов при действии рентгеновского излучения.

Для исследования условий, контролирующих соотношение процессов генера ции и роста наночастиц и их пространственной организации, были использованы сле дующие системы: растворы линейных и звездообразных макромолекул полиакриловой кислоты (ПАК), мицеллярные растворы блок-сополимера ПАК-полистирол (ПС), сус пензии на основе полиаллиламина и ПАК и гидрогели на основе ПАК и полиэтилени мина (ПЭИ). Восстановление ионов металлов и получение наночастиц проводили с использованием рентгеновского излучения. Полученные образцы исследовали мето дами оптической и ЭПР-спектроскопии, просвечивающей и атомно-силовой микро скопии, методом динамического светорассеяния и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Действие рентгеновского излучения с максимальной энергией от 20 до 33 кэВ приводит к формированию металлических наноструктур в полимерных системах на основе полиакриловой кислоты. Растворы звездообразных макромолекул ПАК обеспе чивают получение наночастиц с относитильно узким распределением по размерам, при этом размеры наночастиц определяются молекулярной массой ПАК (в макромолеку лах с 5 лучами образуются наночастицы размером 1-1.4 нм, а в макромолекулах с лучом 1.6-2.8 нм). В блок сополимерах ПАК-ПС наблюдаются микрофазные структу ры, генерированные наночастицы локализованы в микродоменах ПАК. В пленках ин терполиэлектролитных комплексов ПАК-ПЭИ наблюдалось образование наночастиц в приповерхностном слое пленки. Размер частиц варьировался от 5 до 70 нм и опреде лялся дозой облучения и параметрами рентгеновского излучения.

Показано, что действие рентгеновского излучения приводит к эффективному восстановлению ионов меди и формированию наночастиц в растворах, суспензиях и гидрогелях ПАК. Получены композиты с различным пространственным распределени ем наночастиц в полимерной матрице. Установлено, что разбавленные растворы звез дообразных макромолекул ПАК и мицеллярные растворы блок-сополимеров могут выступать как микроконтейнеры для сборки металлических наночастиц.

Публикации студента:

1. De V.V., Pomerantseva E.A., Filippov Ya.Yu., Goodilin E.A., Tretyakov Yu.D. Thermal stability of a protonated form of Ba6Mn24O48 tunnel phase // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, 2008, No. 1 (57), P. 34-38.

2. De V.V., Pomerantseva E.A., Grigorieva A.V., Skundin A.M., Goodilin E.A., Tretyakov Yu. D. Synthesis, chemical modification and electrochemical behavior of layered sodium manganese dioxide // Mendeleev Commun., 2009, V. 19, No. 4, P. 187-189.

3. Дё В.В., Померанцева Е.А., Григорьева А.В., Гудилин Е.А. Получение нанотрубок MnO2 и исследование их электрохимических характеристик // XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», 2008.

4. Дё В.В. Формирование наночастиц при радиационно-химическом восстановлении ионов меди и серебра в полимерных системах на основе полиакриловой кислоты и поливинилового спирта // XVII Международная конференция студентов, аспи рантов и молодых ученых «Ломоносов», 2010.

5. Дё В.В., Зезин А.А., Фельдман В.И., Белопушкин С.И. Формирование наночастиц меди при радиационно-химическом восстановлении ионов меди в разбавленных рас творах звездообразных макромолекул полиакриловой кислоты // Вторая Всерос сийская школа-конференция для молодых ученых «Макромолекулярные на нообъекты и полимерные нанокомпозиты, 2010, P. 86.

6. Дё В.В., Жукова А.А., Зезин А.А. Формирование наночастиц при радиационно химическом восстановлении ионов меди и серебра в полимерных системах на осно ве полиакриловой кислоты и поливинилового спирта // Баховские чтения по ра диационной химии, 2010, с. 10.

7. Дё В.В., Зезин А.А., Фельдман В.И., Белопушкин С.И., Данченко А.В. Формирова ние наноструктур при радиационно-химическом восстановлении ионов металлов в полимерных системах на основе полиакриловой кислоты // Третья Всероссийская школа-конференция для молодых ученых «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты, 2011, с.55.

Управление микроструктурой сферических частиц диоксида титана с использованием термической и гидротермальной обработки Меледина М. А.

Руководитель: к.х.н., доц. Гаршев А. В.

Уникальные физико-химические свойства диоксида титана позволяют исполь зовать этот материал при создании фотонных кристаллов, электродов для аккумулято ров и солнечных батарей, в качестве катализаторов и фотокатализаторов, материала сорбентов колонок жидкостной хроматографии. Каждое из направлений применения накладывает ограничения на микроструктурные характеристики диоксида титана, ко торые в свою очередь определяют эффективность того или иного применения. К при меру, для применения материала в качестве высокоэффективных сорбентов к материа лу предъявляют следующие требования: частицы должны обладать сферической фор мой, отклонение от среднего размера частиц не должно превышать 20-30%, материал должен обладать высокой удельной площадью поверхности (более 50 м2/г), развитой пористой структурой с размером пор от 5 до 50 нм и активной поверхностью.

Таким образом, целью настоящей работы является получение сферических час тиц диоксида титана заданного размера с требуемым размером составляющих их кри сталлитов при сохранении высоких значений удельной площади поверхности. Для дос тижения поставленной цели нами было определено влияние температурной и гидро термальной обработки на размеры и фазовый состав кристаллитов, формирующих сферические частицы диоксида титана;

определены скорости кристаллизации аморф ного материала сферических частиц при изотермических выдержках;

установлены за висимости размеров и фазового состава кристаллитов от состава сольвата и условий гидротермальной обработки.

Синтез сферических частиц осуществлялся по реакции гидролиза н-бутилата титана в среде абсолютированного этилового спирта. Полученные таким образом сфе рические частицы гидратированного оксида титана, затем подвергали термической или гидротермальной обработке. Все полученные образцы анализировали методами РЭМ, ПЭМ, РФА, ДСР, ТГА. Необработанные образцы обладают удельной площадью по верхности 250 м2/г и средним размером пор менее 3 нм. Варьируя параметры синтеза мы получали сферические частицы размером от 150 нм до 5 мкм, с распределением частиц по размерам от 8 до 50%. В случае термической обработки кристаллизация ди оксида титана сопровождается потерей воды и определяется кинетическими парамет рами этого процесса, зависит от скорости нагрева и времени термообработки. Так, при температуре 275°С образование фазы анатаза фиксируется РФА после выдержки в те чение 12 ч, а при повышении температуры до 350°С кристаллизация происходит непо средственно в процессе нагрева до указанной температуры. Термообработка позволяет регулировать размер ОКР материала в пределах 15-50 нм, при сохранении внешне гладкой поверхности сферических частиц и неконтролируемым распределением пор по размеру. Гидротермальную обработку проводили в водной, водно-спиртовой, вод но-аммиачной или водно-спиртово-аммиачной среде. В этом случае сферические час тицы сформированы кристаллитами со структурой фаз анатаза и брукита. Сферические частицы после гидротермальной обработки сохраняют высокую удельную площадь поверхности при размерах кристаллитов от 4 до 15 нм.

Изучение микроструктуры материалов после гидротермальной обработки по зволяет предполагать, что при варьировании среды и времени гидротермальной обра ботки можно контролируемо формировать агрегаты сферической формы с заданным размером кристаллитов и высокими значениями удельной площади поверхности.

Публикации студента:

1. Smirnov E. A., Meledina M. A., Garshev A. V., Chelpanov V. I., Frost S., Wieneke J. U., Ulbricht M. Grafting of titanium dioxide microspheres with temperature responsive poly mer via surface-initiated atom transfer radical polymerization without use of silane cou pling agents // Polymer International, подготовлено к печати.

2. Матвеева М. А., Смирнов Е. А., Челпанов В. И., Гаршев А. В. Синтез и свойства субмикронных сферических частиц диоксида титана с высокими значениями пло щади удельной поверхности// 8 Курчатовская молодежная научная школа, Мо сква, 2010.

3. Garshev A. V., Smirnov E. A., Chelpanov V. I., Matveeva M. A. Synthesis and proper ties of equigranular spherical TiO2 // Second Japanese-Russian young scientists con ference on nano-materials and nano-technology, Japan, 2010.

4. Матвеева М.А., Гаршев А.В. Изучение свойств микросфер диоксида титана, полу ченных в процессе гидролиза бутилата титана в растворах этиловый спирт- вода // XX Менделеевская конференция молодых ученых, 2010, с. 5. Матвеева М.А., Смирнов Е.А., Челпанов В.И., Гаршев А. В. Изучение свойств мик росфер диоксида титана, полученных в процессе гидролиза в неводных раствори телях // XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов», 2010.

6. Smirnov E.A., Matveeva M.A., Chelpanov V.I., Garshev A.V. Synthesis and properties of titania microspheres consisted of nanoparticles with high specific surface area // EMRS 2011 Spring Meeting, France, 2011.

7. Smirnov E.A., Matveeva M.A., Chelpanov V.I., Garshev A.V. Titania spherical particles with high specific surface area: preparation and properties // XI International Confer ence on Nanostructured Materials NANO, Rhodes, Greece, 8. Гаршев А.В., Челпанов В.И., Матвеева М.А., Смирнов Е.А. Получение монодис персных микросфер диоксида титана методом гидролиза н-бутилата титана и изучение их свойств // Четвертая всероссийская конференция по наноматериа лам «НАНО 2011», Москва, 2011.

9. Матвеева М. А., Смирнов. Е. А., Челпанов В. И., Гаршев А. В. Синтез и исследова ние свойств сферических частиц диоксида титана с высокой удельной площадью поверхности // XI конференция молодых ученых «Актуальные проблемы неор ганической химии: наноматериалы, их исследование и модификация при по мощи синхротронного излучения», Звенигород, 10. Смирнов Е.А., Матвеева М.А., Челпанов В.И., Гаршев А.В. Сферические частицы диоксида титана с высокой площадью удельной поверхности: получение и свойст ва // XVIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и мо лодых учёных «Ломоносов», Москва, 2011.

Влияние эрбия на морфологию и оптические свойства коллоидных квантовых точек CdSe Золотых А.Н.

Руководитель: к.х.н., с.н.с. Дорофеев С.Г.

Коллоидные квантовые точки (ККТ) представляют собой наночастицы полу проводника, покрытые слоем поверхностно-активного вещества. Благодаря своим уни кальным оптическим свойствам, они могут находить широкое применение в качестве биологических меток и использование в оптоэлектронных устройствах. Легирование квантовых точек переходными и редкоземельными элементами позволит модифициро вать их оптические свойства. Так, максимум люминесценции иона эрбия приходится на длину волны 1,55 мкм, что соответствует второму окну прозрачности в устройствах оптоволоконной связи. Но в силу того, что ионы эрбия обладают малым коэффициен том экстинкции, то помещение эрбия в квантовую точку, обладающую сильной по глощающей способностью, значительно усиливает излучение атомов эрбия.

Целью работы было выявить влияние эрбия на оптические свойства и морфоло гию квантовых точек CdSe. Задачей работы были разработка метода синтеза кванто вых точек с примесью эрбия, выявления состояния нахождения эрбия и влияние его на оптические свойства коллоидных квантовых точек.

Квантовые точки были синтезированы методом горячего инжектирования три октилфосфинселенида в раствор, содержащий прекурсоры эрбия и кадмия. В качестве прекурсоров были использованы олеат и гексадекантиолят эрбия и кадмия. Варьиро валось количество вводимого прекурсора эрбия, а также температура синтеза. Полу ченные точки были стабилизированы олеиновой кислотой и образовывали устойчивые коллоидные растворы в неполярных растворителях.

Замечено существенное изменение спектра люминесценции квантовых точек, легированных эрбием по сравнению с нелегированными. С увеличением содержания эрбия в растворе у образцов происходит уменьшение интенсивности экситонной лю минесценции в видимой области спектра, при этом увеличивается интенсивность ИК полосы излучения, связанная с дефектами. Также наблюдается скачкообразное расще пление экситонного пика при росте содержания эрбия. По данным просвечивающей электронной микроскопии образцы, полученные при добавлении небольших количеств эрбия, не отличаются по форме частиц от образцов нелегированного CdSe. Однако при концентрации эрбия свыше 10% относительно кадмия наблюдается образование тет раподных частиц. По-видимому, происходит блокирование определенных граней рас тущих точек примесью, в то время как другие грани продолжают свой рост. По дан ным EXAFS и XANES спектроскопии можно предположить, что ионы эрбия находятся на поверхности наночастиц, окруженные атомами кислорода.

Выявлено влияние эрбия на морфологию и оптические свойства наночастиц.

Повышенные концентрации эрбия вызывают рост тетраподных наночастиц, при этом эрбий адсорбируется на поверхности квантовой точки. Эрбий значительно изменяет характер люминесценции квантовых точек.

Публикации студента:

1. Дорофеев С.Г., Лебедев А.И., Случинская И.А., Ерко А., Золотых А.Н., Котин П.А.

Локальное окружение и зарядовое состояние атомов галлия и эрбия в легирован ных квантовых точках CdSe // VIII национальная конференция «Рентгеновское синхротронное излучения, нейтроны и электроны для исследования наноси стем и материалов. Нано-Био-Инфо-Когнитивные технологии», 2011.

2. Дорофеев С.Г., Золотых А.Н., Целиков Г.И. Длинноволновая люминесценция нанок ристаллов CdSe, вызванная примесью эрбия // Международная молодежная на учно-техническая конференция «Люминесцентные процессы в конденсиро ванных средах», 2011, с. 54.

3. Дорофеев С.Г., Золотых А.Н. Синтез и исследование свойств коллоидных кванто вых точек Cd(Er)Ee и Cd(Er,Cu)Se // V всероссийская конференция студентов и аспирантов «Химия в современном мире», 2011, с. 215.

4. Дорофеев С.Г., Золотых А.Н., Целиков Г.И. Синтез коллоидных квантовых точек CdSe легированных эрбием // IV всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2011», 2011, с. 58.

5. Дорофеев С.Г., Винокуров А.А., Знаменков К.О., Кузнецова Т.А., Тананаев П.Н., Золотых А.Н., Бубенов С.С., Доценко А.С., Котин П.А., Мордвинова Н.Е., Сачкова Т.Ю. Коллоидные нанокристаллы легированных полупроводников // IV всероссий ская конференция по наноматериалам «Нано-2011», 2011, с. 28.

6. Дорофеев С.Г., Золотых А.Н. Синтез и исследование свойств коллоидных кванто вых точек Cd(Er)Se и Cd(Er,Cu)Se // XVIII Международная конференция студен тов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2011», 2011.

7. Золотых А.Н., Чижов А.С., Яценко О.Б., Гидрохимический синтез высокодисперс ных халькогенидных композиций и создание на их основе высокоэффективных фо то- и термоэлектрических преобразователей // VII Всероссийская конференция - школа «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении», 2009, с.375.

8. Яценко О.Б., Шульгин В.А., Дуванова О.В., Попов А.Н., Чижов А.С., Золотых А.Н.

Распределение компонентов при охлаждении водных растворов изопропилового спирта // VII Всероссийская конференция - школа «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении», 2009, с. 392.

9. Яценко О.Б., Шульгин В.А., Дуванова О.В., Попов А.Н., Чижов А.С., Золотых А.Н., Фазовые превращения в водных растворах изопропилового спирта при темпера турах ниже 00С // «Вестник ВГУ, серия: химия, биология, фармация», 2009, №2, с. 70.

10. Яценко О.Б., Чижов А.С., Золотых А.Н., Гидрохимический синтез высокодисперс ных композиций для фото- и термоэлектрических устройств // XIII Националь ная конференция по росту кристаллов, 2008, с. 411.

Синтез и изучение фотокаталитической активности мезопористого TiO2 с металлическими наночастицами Лебедев В.А.

Руководитель: к.х.н., доц. Гаршев А.В.

В настоящее время ведется активный поиск и изучение фотокатализаторов, обладающих высокой фотокаталитической активностью (ФКА). Нанесение наночастиц металлов на поверхность оксида титана является одним из наиболее перспективных способов повышения эффективности фотокаталитического разложения органических соединений, поскольку позволяет воздействовать на спектр поглощения катализатора и изменять динамику носителей заряда.

Целью данной работы является получение эффективных фотокатализаторов на основе мезопористого диоксида титана путём осаждения наночастиц Au, Ag, Cu и их сплавов на его поверхность. Выбор Au, Ag, Cu и их сплавов в качестве металлического компонента был обусловлен достаточно высокой устойчивостью этих металлов к окислению на воздухе в нанокристаллическом состоянии. Кроме того, они обладают высокой проводимостью, и для них характерно наличие пика плазмонного резонанса, лежащего в видимой области. Также предполагалось, что варьирование состава сплавов позволит получить наночастицы с различным положением уровня Ферми, влияющим на динамику носителей заряда на границе металл-полупроводник.

В ходе работы была отработана методика измерения ФКА, синтезирован мезопористый диоксид титана, проведено осаждение на его поверхность металлических наночастиц различного состава. Затем было проведено измерение ФКА полученных образцов и сопоставлено изменение фотокаталитической активности с появлением интерфейса металл-полупроводник и с изменением спектра поглощения.

Мезопористый TiO2 был получен по методике темплатного синтеза путём гидролиза н-бутилата титана в подкисленном растворе ПАВ Pluronic P123 с последующим отжигом в кислороде. Для осаждения наночастиц образец оксида титана пропитывали раствором прекурсоров ([Au(NH3)3OH](NO3)2, AgNO3, Cu(NO3)2 и их смесей), затем выдерживали 4 часа при pH=5 и температуре 50°С. После осаждения образцы высушивали сублимационной сушкой и отжигали в токе водорода, что приводило к формированию наночастиц металлов. Это приводило к закономерному изменению спектра поглощения — на нём проявлялся широкий пик в видимой области.

Для измерения ФКА в ходе данной работы была собрана установка, состоящая из кварцевого реактора, из которого постоянно производится отбор пробы, и проточной системы спектрофотометрического измерения. Данная система позволяет регистрировать спектр поглощения суспензии каждые 5 секунд, оптическая схема делает возможным работу с различными концентрациями красителя. Кварцевый реактор обеспечивал равномерное и воспроизводимое перемешивание суспензии и позволял варьировать условия при измерении ФКА. Для работы с большими массивами данных, получаемых в ходе эксперимента, была написана программа, проводящая обработку спектров в автоматическом режиме.

Исследование ФКА полученных образцов показало, что осаждение металлических наночастиц на поверхность оксида титана позволяет заметно увеличить его ФКА при воздействии УФ (с 1,8 10-4 мин-1мг-1 до 3,5 10-4 мин-1 мг-1 в случае наночастиц AuAg 1:2), но при этом фотокаталитическая активность образцов при облучении видимым светом остаётся низкой. Данное явление можно объяснить тем, что нанесение наночастиц металла оказывает значительное влияние на процессы разделения носителей заряда и их последующего переноса, при этом зонная структура полученного материала (металл-полупроводник) не позволяет эффективно генерировать носители заряда под воздействием видимого света.

Публикации студента:



Pages:   || 2 |
 


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

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.