Самоорганизующихся структуры на основе секторообразных макромолекул – дендронов для создания новых функциональных материалов
|
|
Скачать 1.34 Mb.
|
|
^
В данной работе синтезированы и исследованы новые пленочные материалы для электродов литиевых батарей. Тонкопленочные композиты кремний–полимер приготавливали методом вакуумной соконденсации кремния и мономера на подложку, охлаждаемую жидким азотом, после чего при комнатной температуре происходила полимеризация и формирование наноструктурированного композита. Карбонизация пленок проводилась методом отжига в вакууме. Состав и микроструктура пленок исследовалась методами атомно-силовой микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния, а также микрорентгеноспектрального анализа. Показано, что в результате пиролиза достигается практически полная карбонизация полимера матрицы. Концентрация кремния в пленках колеблется в пределах 2-5% ат. Концентрация наночастиц кремния на поверхности карбонизированных пленок составляет порядка 106 см-2. Электрохимические эксперименты по внедрению лития в композитные пленки проводили в стандартных трехэлектродных ячейках в гальваностатическом режиме. Определены значения удельной емкости. Показано, что образцы способны к длительному циклированию – за первые 200 циклов их емкость снизилась всего на 6%, а после 250 циклов емкость превышала 80% от исходного значения. Обсужден механизм интеркаляции лития в исследованных пленках. Сделан вывод, что долговременная стабильность при циклировании пленок достигается за счет присутствия кремния как в виде наночастиц, так и в атомно-дисперсной форме. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проекты 06-03-32287, и 07-03-00328. ^ 1Завьялов С.А., 1Тимашев П.С., 2Пивкина А.Н. ,2Моногаров К.А. 1ГНЦ НИФХИ им. Л.Я.Карпова, Москва, ул. Воронцово поле, 10 2ИХФ РАН им. Н.Н. Семенова, Москва, ул. Косыгина, 4 Интерес к тонкопленочным нанокомпозитам на основе полимерных матриц из полипараксилилена (ППК), полученных методом вакуумной соконденсации мономера и наполнителя, определяется возможностями их практического применения в химических источниках тока, солнечных батареях, сенсорах, катализаторах и т.д. VDP - методика синтеза позволяет получать пленки с разнообразными наполнителями – металлами, оксидами, сульфидами, фталоцианинами, порфиринами. В работе исследованы структура и свойства нанокомпозитов с наночастицами оксида олова, оксида титана, палладия, фталоцианина. С помощью методов АСМ – микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, оптической и импедансной спектроскопии показано, что характер взаимодействия мономера и наполнителя на стадиях конденсации и формирования пленок определяет структуру и свойства материалов. Атомы олова и палладия слабо взаимодействуют с мономером, потому полимерные глобулы и наночастицы в конденсате формируются независимо. Вследствие этого в матрице формируются монокристаллические частицы наполнителя с характерной огранкой. Сильное взаимодействие атомов титана с мономером приводит к ограничению роста полимерных цепей и наночастиц, а также к захвату отдельных атомов матрицей. В результате такие покрытия характеризуются малыми размерами глобул матрицы, малой степенью кристалличности оксида титана, а также большим временем релаксации состояний на границе раздела матрица – наночастица. Композиты с фталоцианином обладают слабой адгезией ко всем поверхностьям, тогда как добавки оксида титана увеличивают ее. В тройных композитах полипараксилилен – оксид титана – фталоцианин определяющим является взаимодействие атомов титана и молекул фталоцианина на стадии конденсации, что приводит к образованию наночастиц сложного состава. Испытания тонких нанокомпозитов в качестве фотоанодов при фотоэлектрохимическом разложении воды показывают перспективность этих материалов в устройствах для децентрализованного получения водорода. Работа поддержана РФФИ (грант 06 – 03 – 32287). ^ ПРИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ И ВОССТАНОВЛЕНИИ АЛЮМИНАТА МЕДИ А.А. Ильин, М.В. Орлова, Н.Е. Гордина, А.П. Ильин Ивановский государственный химико-технологический университет 153000, г. Иваново, пр.Ф. Энгельса, 7. Е-mail: [email protected] Соединения со структурой шпинели широко используются в качестве катализаторов (или их составных компонентов) в различных процессах. Каталитические свойства во многом определяются способом получения и температурой предварительного восстановления контакта. В связи с этим нами изучена динамика структурных превращений при механохимическом синтезе (МХС) и термопрограммированном восстановлении (ТПВ) алюмината меди. В качестве исходных компонентов использовали порошок металлического алюминия и оксид меди CuO. Активацию проводили в ролико-кольцевой вибромельнице ВМ4 при пропускании водяного пара. Анализ рентгенограмм показывает, что уже на начальном этапе активации происходит восстановление CuO за счет окисления алюминия. При этом происходит уменьшение характерных рефлексов CuO и Al и по данным рентгенофазового анализа образуется Cu2O. Однако полного окисления металлического алюминия не происходит. Так в результате 200 минут МА степень окисления составляет 83%. Прокаливание образцов при температурах 350 – 700°С не вызывает существенного изменения рентгенограмм. Лишь прокаливание при 900°С приводит к образованию хорошо окристаллизованного алюмината меди со структурой шпинели. Анализ дериватограмм показывает, что прокаливание образцов сопровождается тремя тепловыми эффектами. Эндотермический эффект I, в интервале температур от 20 до 200°С обусловлен удалением адсорбированной влаги и разложением фазы бемита AlOOH, которая образуется при взаимодействии Al и воды. Эндотермический эффект II в области температур 660 – 685 °С связан с плавлением порошка металлического алюминия. Экзотермический эффект III может быть вызван как протеканием химической реакции взаимодействия CuO и Al2O3, так и кристаллизацией аморфного CuAl2O4. Прокаливание образцов также сопровождается изменением массы и протекает в две стадии. На первой происходит уменьшение массы, вызванное удалением адсорбированной влаги и СО2 и разложением гидроксида алюминия до Al2O3. На втором этапе происходит увеличение массы, обусловленное окислением рентгеноаморфных частиц алюминия. Анализ кривых ТПВ показывает, что чем ниже температура предварительной обработки образцов, тем выше степень восстановленности – α. Так, для образца прокаленного при 900°С α=43% при 400°С – 66%, а для непрокаленного – 87%. Полученные данные позволяют более подробно рассмотреть механизм МХС алюмината меди и взаимодействия его с водородом, а также выявить структурные особенности, определяющие каталитические свойства. Взаимодействие карбидов титана с парами SiO Истомина Е.И., Истомин П.В. Институт химии Коми научного центра УрО РАН, г. Сыктывкар [email protected] Кристаллическая структура карбидосилицида титана Ti3SiC2 представляет собой послойную упаковку карбидных блоков, разделённых атомными слоями кремния. Это позволяет рассматривать Ti3SiC2 как слоистый композит с наноразмерным периодом чередования слоев – наноламинат. Слоистость обеспечивает Ti3SiC2 уникальные механические характеристики: микропластичность, прочность, трещиностойкость, термостойкость, механическую обрабатываемость, что в сочетании с хорошей электрической проводимостью и химической стойкостью открывает перспективы для его использования в материалах высокотемпературного и электротехнического назначения, особенно, при получении изделий сложной формы. Разрабатываемый нами новый метод синтеза Ti3SiC2 основан на взаимодействии карбида титана с парами SiO. Такая ситуация, в частности, может реализовываться при совместном карботермическом восстановлении оксидов титана и кремния, где существенное влияние на фазообразование будет оказывать нестехиометрия промежуточных карбидных и оксикарбидных соединений титана. В связи с этим нами были исследованы гетерофазные взаимодействия, происходящие в системе TiCx – SiO в условиях стационарного газового режима над реакционной зоной при использовании в качестве источника паров SiO реакционной смеси Si + SiO2. Установлено, что стехиометрия исходного карбида титана оказывает существенное влияние на направление фазовых превращений и кинетику силицирования. В случае использования карбидов с содержанием углерода, близким к стехиометрическому, силицирование карбидной фазы приводит вначале к образованию Ti3SiC2, а затем на его поверхности начинают образовываться другие силицидные фазы: Ti5Si3 и TiSi2. При аналогичной термохимической обработке парами SiO карбидов с низким содержанием углерода (x ≈ 0.67) наблюдается образование только фазы силицида титана Ti5Si3. Выявленные закономерности фазообразования могут быть объяснены протеканием на поверхности карбидной фазы реакций, приводящих к обмену углерода на кремний и образованию CO в качестве газообразного продукта. ^ на ВАХ карбидокремниевых диодов 1Каргин Н.И., 2Билалов Б.А., 1Рыжук Р.В., 3В.А.Гудков 1НИФХИ им. Л.Я.Карпова, Москва, [email protected] 2Дагестанский Государственный Технический Университет, Махачкала, [email protected] 3ФГУП «НПП Исток», Фрязино, [email protected] Одним из перспективных методов формирования p-n-структур на основе карбида кремния является метод ионной имплантации, который позволяет осуществлять прецизионный контроль концентрации внедренной примеси и, следовательно, получать приборы с четко заданными свойствами и характеристиками. Однако для активации внедренной примеси необходимо проведение высокотемпературной обработки. Следует подчеркнуть, что в научной литературе отсутствуют статистические данные, описывающие влияние технологических режимов ионной имплантации, включающие процессы активации примеси, на функциональные характеристики получаемых карбидокремниевых приборов. В данной работе проведено исследование технологических особенностей формирования диодных p-i-n-структур на основе карбида кремния методом ионной имплантации. Монокристаллические образцы карбида кремния, полученные методом Лели с концентрацией азота ND = 2·1017см-3, имплантированы бором на установке «Везувий-5». Энергия имплантации составила Е = 80кэВ, доза имплантации D1 = 3000 мкКл/см2 (1 партия), D2 = 1000 мкКл/см2 (2 партия). Высокоомная n-область была дополнительно легирована азотом дозой 500мкКл/см2 и двумя различными энергиями (30кэВ и 80кэВ) для создания профиля, близкого к прямоугольному. Термообработка имплантированных образцов проводилась при температуре 1750 °С в течение 25с в атмосфере аргона (1,5 атм.). Металлизация (на основе Al) наносилась резистивным методом при температуре подложки 120 °C и давлении 10-6 мм. рт. ст. Толщина приповерхностного слоя алюминия составила 0,4 мкм. Диаметр контактных площадок составил 500 мкм (рис. 1).
^ Каргин Н.И., Гусев А.С., Рындя С.М., Бондаренко Е.А. ФГУП «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова», г. Москва, ул. Воронцово поле, 10, Е-mail: [email protected] Целью данной работы является изучение физико-технологических закономерностей получения тонкопленочных структур на основе карбида кремния методом вакуумного лазерного испарения. Н  анесение тонких пленок осуществлялось при помощи экспериментального технологического комплекса импульсного лазерного испарения, созданного на базе AYG:Nd3+ лазера типа LS-2138 и вакуумной камеры установи «Varicoat-430». Вакуумная система установки, оснащенная турбомолекулярным насосом, позволяет проводить процесс нанесения при остаточном давлении 10-4 ÷ 10-5 Ра. В работе для лазерной абляции применялись порошковые мишени SiC. Для распыления материала мишени использовалось сфокусированное излучение AYG:Nd-лазера (λ = 532 нм), работающего в режиме модуляции добротности. Энергия накачки составляла 18 Дж, длительность лазерного импульса – 15 нс, частота повторения – 50 Гц. Процесс осуществляется при температурах подложки 300 ÷ 1000С. Рисунок 1 – Типичный спектр пропускания экспериментальных образцов (T = 1000С) в ИК области (а), АСМ изображение поверхности образцов (3×3 мкм) Чтобы оценить состав и структурные особенности экспериментальных образцов, были получены спектры их ИК-пропускания в диапазоне, близком к колебательным модам связи Si-C (рисунок 1). По данным ИК - спектрометрии у синтезируемых пленок в диапазоне 500 1300 см-1 наблюдается область поглощения, спектральное распределение которого имеет сложную форму. Основная полоса поглощения с максимумом при 790 см-1 связана с валентными колебаниями связей Si-C, ее наличие указывает на формирование пленок карбида кремния. Морфология поверхности экспериментальных образцов изучалась с помощью зондовой нанолаборатории «NTEGRA». На рисунке 1 б представлено типичное АСМ изображение поверхности образцов, синтезированных при температурах подложки 900÷1000С (площадь анализируемой поверхности 3×3 мкм). Здесь наблюдаются кристаллиты кубической формы, что свидетельствует о процессах зарождения кристаллической фазы SiC в экспериментальных образцах. ^ содержащих наночастицы Колесов В.В., Юрков Г.Ю.*, Фионов А.С., Таратанов Н.А.*, Политова Е.Д.** Институт радиотехники и электроники им.В.А.Котельникова РАН, Москва *Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова РАН, Москва **НИФХИ им.Л.Я.Карпова, Москва Одной из актуальных задач современного материаловедения является создание композиционных полимерных материалов, которые необходимы при решении ряда технических проблем. В частности, необходимы композиционные материалы для обеспечения надежной работы приборов, радиоаппаратуры, например, в виде материалов для эффективного экранирования радиоэлектронных устройств от воздействий электромагнитных излучений (ЭМИ), а также для применения в пассивных и активных стелс-технологиях. В настоящее время одним из важнейших направлений является создание нанофазных материалов, исследование их свойств и разработка на их основе новых технологий, устройств и электронных приборов. Нанофазные материалы представляют собой вещества с внутренней структурой, имеющей характерные размеры нанометрового масштаба. Структурированные композитные нанофазные материалы имеют специфические особенности и свойства, отличные от свойств веществ, находящихся в обычных фазах, например, могут иметь другие механические и электрофизические характеристики в различных частотных диапазонах в том числе и в микроволновом диапазоне. Основой наномасштабной структуры могут быть как металлические наночастицы, так и органометаллические молекулярные кластеры. Большинство материалов на основе металлсодержащих наночастиц термодинамически нестабильно. Для стабилизации наночастиц можно использовать различные полимеры, например полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен, и другие. В ходе исследований были разработаны методы, позволяющие получать наночастицы, стабилизированные в объёме полимерных матриц (полиэтилен, полипропилен, полиамид) путём термораспада исходных металлсодержащих соединений (МСС) в раствор-расплаве полимеров в минеральном масле. Причем процесс образования наночастиц в объеме полимерных матриц осуществлялся без подвода дополнительного МСС извне, что позволяло варьировать состав и размеры синтезируемых частиц. Используя разработанную технологию, показано, что возможно получение наночастиц различного состава и структуры (металлы, оксиды и т.д.), с размерами (от 3 до 50 нм) и с различным содержанием металлической фазы в полимере (от 1 до 60 масс.%). С использованием ряда физических методов (Мессбауэровская спектроскопия, ЭПР, ТЕМ, РФА, EXAFS и др.) установлен размер, состав и строение наночастиц. Показано, что образующиеся наночастицы являются многосоставными, т.е. наряду с металлическим ядром имеются карбидная и оксидная оболочки. Исследованы магнитные и электрофизические свойства полученных таким путём наноматериалов. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (гранты № 06-03-72031-МНТИ_а, 07-08-00523-а, 07-03-00885_а, 08-08-90250-Узб_а, 08-03-00681_а, ИНТАС № 05-1000008-7834, Гранта Президента РФ MK-253.2007.3, Фонда содействия отечественной науке, МНТЦ № 3457 и Программ фундаментальных исследований РАН «Разработка методов получения химических веществ и создание новых материалов» и «Создание эффективных методов химического анализа и исследования структуры веществ и материалов». ^ Комаров Ю.М., Смирнов Н.Н., Ильин А.П. Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия, пр. Фридриха Энгельса 7, e-mail:[email protected] Механохимический синтез является одним из направлений нанотехнологии. Метод механохимического синтеза с использованием химически активных газовых сред это эффективный способ получения из порошков металлов нанодисперсных оксидов и сложных оксидных композиций с большой активной поверхностью, гидроксидов, индивидуальных и многокомпонентных гидроксокарбонатных солей, использующихся как предшественники ряда катализаторов. Данный метод позволяет, сократить количество стадий синтеза и избежать попадания в состав синтезируемых продуктов примесей, позволяет контролировать и регулировать состав и размер частиц получаемых продуктов, уменьшить энергетические затраты, за счет адсорбционного снижения прочности измельчаемого материала и химического взаимодействия компонентов твердой и газовой фазы в условиях механохимической активации. В работе было изучено взаимодействие металлической меди и цинка с газовой смесью состоящей из водяного пара, аммиака и воздуха, в условиях механохимической активации в вибромельнице, при температурах 90- 100° С. Механизм реакции газообразных компонентов с металлической медью и цинком можно представить следующим образом: газообразные компоненты, поступая в реакционный объем, адсорбируются водой, конденсируются и образуют на поверхности частиц металлов адсорбционно – конденсационный слой. При этом вначале с поверхностью металлов взаимодействует кислород, образуя металл – кислородные комплексы. В результате взаимодействия твердых компонентов с адсорбционно – конденсационным слоем содержащим аммиак идет процесс растворения металлических меди и цинка. При этом образуются неустойчивые аммиачные комплексы меди [Cu(NH3)n-xH2Ox](OH)2 и цинка, [Zn(NH3)n-xH2Ox](OH)2 при взаимодействии которых в условиях механохимической активации образуется твердый оксидный раствор. Совокупность протекающих в адсорбционно – конденсационном слое процессов можно представить следующими реакциями. Образование аммиачного комплекса меди: Cu + n-xNH3 + xH2O + O2 → [Cu(NH3)n-xH2Ox](OH)2 Образование аммиачного комплекса цинка: Zn + n-xNH3 + xH2O + O2 → [Zn(NH3)n-xH2Ox](OH)2 Образование твердого раствора: [Cu(NH3)n-xH2Ox](OH)2 + [Zn(NH3)n-xH2Ox](OH)2 → CuO·ZnO + 2n-xNH3 + 2xH2O Оксидный твердый раствор был смешан с носителем – оксидом алюминия и после повторной механохимической обработки, полученная каталитическая композиция была испытана в реакциях низкотемпературной конверсии оксида углерода водяным паром и парового риформинга метанола. Приготовленный образец, показал достаточно высокую производительность в реакции паровой конверсии, которая достигает 11,4 мл/(г·с) при 220° С (относительно СО). Полученный катализатор проявляет высокую активностью и при получении водорода паровым риформингом метанола обеспечивая высокий выход водорода при температурах 200-250° С, при малом содержании побочного продукта – СО = 1,1 %. ^ С ГИДРОФОБНОЙ БУМАГОЙ Коробко А.П., Крашенинников, С.В., Левакова И.В., Конькова Н.А., Кузьмин В.В., Козлова Н.В., Ясинский И.С. ФГУП «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова», 105064, Москва, Воронцово поле, 10, [email protected] В работе исследовано влияние низкотемпературной низкочастотной воздушной плазмы тлеющего разряда на поверхностные и физико-механические свойства гидрофобизованной бумаги. Основным объектом исследования была низкоплотная бумага с поверхностной плотностью 21 г/м2 и толщиной около 45 мкм (ИсБу). Гидрофобизатор –замещенная алкилбензойная кислота. Кроме того исследовали экстрагированную смесью хлороформ-этанол бумагу (ХлБу) и бумагу, очищенную дополнительным кипячением в воде (ВоБу). В соответствии с рентгеноструктурными данными исследуемый образец практически полностью состоял из древесной целлюлозы. Процесс обработки осуществляли в проточном режиме в реакторе вакуумной плазмохимической установки, работающей на переменном токе частотой 50 Гц. Давление воздуха (13.3 Па) и скорость потока (10 см3НУ/мин) поддерживали постоянными. Переменными параметрами служили ток разряда и время обработки. Равновесные краевые углы смачивания жидкостями с известными повехностными натяжениями измеряли гониометрическим методом с помощью горизонтального микроскопа МГ-1. ИК спектры на пропускание записывали на ИК-Фурье спектрометрах Брукер IFS 113v и АФ-3 НТЦУП РАН. Механические свойства исследовали в универсальной испытательной машине Инстрон-6022. Результаты показали, что полная эффективная поверхностная энергия образцов ИсБу составляет 31 мДж/м2, при этом ее полярный компонент близок к нулю. При обработке в плазме степень гидрофильности поверхности увеличивается. Полная эффективная поверхностная энергия существенно возрастает, в основном, за счет многократного увеличения ее полярного компонента. После выдержки (отдыха) наблюдается уменьшение гидрофильности (увеличение полярности). Обнаруженная динамика структуры поверхностного слоя обработанных плазмой образцов ИсБу, наиболее вероятно, связана преимущественно с химическими превращениями молекул ПАВ под влиянием активных частиц плазмы. Продукты плазмохимических реакций сохраняют высокую подвижность, при этом полярные фрагменты втягиваются во внутренние слои, а неполярные – во внешние, увеличивая тем самым гидрофобность. Образцы ХлБу до обработки в плазме менее гидрофобны по сравнению с исходными. При обработке в плазме происходит, по-видимому, практически полное удаление остатков ПАВ, при этом углы смачивания становятся очень низкими. Образцы ВоБу и до воздействия плазмы имеют высокую смачиваемость. При обработке в воздушной плазме тлеющего разряда происходит деструкция макромолекул целлюлозы и функционализация поверхности. Наряду с уменьшением содержания протонов и гидроксильных групп образуются, в основном, карбонильные группы альдегидного и кетонного типа. Химическому модифицированию подвергаются макромолекулы в очень тонком поверхностном слое, доступном активным частицам плазмы. Тонкий поверхностный слой, вероятно, подвергается аморфизации, при этом высокая степень кристалличности образца в объеме не изменяется. Механические свойства образцов ^ термообработки на электрофизические свойства и спектр глубоких уровней в фосфиде индия А.В. Корулин, В.М. Бойко, Н.Г. Колин, О.Л. Кухто, Д.И. Меркурисов. Филиал ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова», Обнинск, [email protected] Сложные полупроводниковые соединения группы III-V и, в частности, фосфид индия (InP) в настоящее время находят широкое применение в полупроводниковой микроэлектронике и, прежде всего в оптоэлектронике, в связи с многообразием их свойств. С развитием и усложнением полупроводниковых приборов, выявились серьезные ограничения традиционных методов легирования (в процессе выращивания, диффузионные), связанные, прежде всего с неоднородностью свойств материала, вызванной неравномерным распределением легирующих примесей и собственных дефектов по объему кристалла. Одним из современных методов легирования полупроводников с целью получения материала с высокой объемной однородностью электрофизических характеристик является метод легирования с помощью ядерных превращений под действием тепловых нейтронов, так как он позволяет получить однородно легированные кристаллы большого размера [1,2]. Применение радиационно-модифицированного материала позволяет повысить параметры и эксплуатационные характеристики полупроводниковых приборов (процент выхода годных приборов, КПД, коэффициент шума). Приведены результаты исследования влияния облучения реакторными нейтронами и последующих термообработок на электрофизические и емкостные характеристики фосфида индия с различным уровнем легирования. Представлены основные методы получения омических и выпрямляющих контактов к InP, а также экспериментальные исследования, полученные на установке CE-6 методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней (НЕСГУ). Обнаружено наличие двух глубоких уровней в исходном материале (Е10,21 эВ, Е21,15 эВ). Облучение в реакторе приводит к исчезновению глубокого уровня с энергией 0,21 эВ и генерации уровня E3 с энергией 0,43 эВ. Энергия уровня E3 хорошо согласуется с энергией наиболее локализованного глубокого уровня и энергией закрепления уровня Ферми в сильно облученном дефектном InP. Последующая термообработка приводит к отжигу уровня E3 и восстановлению ловушки с энергией порядка 0,2 эВ и концентрацией на порядок превосходящей исходную, что объясняется возрастанием концентрации свободных носителей заряда в материале за счет введения атомов олова. 1. Н.Г. Колин, Д.И. Меркурисов, С.П. Соловьев. Электрофизические свойства ядерно-легированного фосфида индия. ФТП, т. 34, вып. 2, 157 (2000). 2. Н.Г. Колин, Д.И. Меркурисов, С.П. Соловьев. Электрофизические свойства InP, облученного быстрыми нейтронами реактора. ФТП, т. 34, вып. 2, 153 (2000). ^ С.К.Корчагина, Л.Ф.Рыбакова, С.А.Иванов, M.Е. Миняев, А.А.Михайлюк, В.Ю.Пройдакова, Н.В. Садовская. ^ E-mail: [email protected] Синтезированы высокодисперсные оксидные системы сегнетоэлектриков и сегнетомагнетиков (1-x)BiМеO3–(x)[Pb1-yLn2/3y(Zr/Ti)]O3. Сегнетоэлектрики (Pb1-xLnx)(Zr0.53Ti0.47)O3 и (Pb1-xLnx)(Zr0.65Ti0.35)O3 (x=0.02, 0.06; Ln = La, Pr, Gd, Yb), сегнетомагнетики на основе феррита висмута: Bi1-xPbxFe1-xZrxO3(x=0.1-0.2), Bi0.9(Pb0.9Ln0.1)0.1][Fe0.9(Zr0.65Ti0.35)0.1]O3+∂,[Bi0.9(Pb0.9Ln0.1)0.1][Fe0.9(Zr0.53Ti0.47)0.1]O3+∂ (Ln = La, Pr, Gd, Yb) синтезированы жидкофазным и модифицированным методом твердофазного синтеза с применением неорганических и органических прекурсоров. Установлены условия образования сложных сегнетоэлектрических перовскитов с магнитным упорядочением, проведено детальное изучение их кристаллической структуры, установлены магнитные переходы, исследованы электрофизические свойства в широком интервале температур методами дериватографии, рентгенографии, атомно-силовой микроскопии и электрофизических измерений. Анализ дифракционных данных установил корреляции состав - условия получения – структура - свойства сегнетоэлектриков - сегнетомагнетиков и способствовал выработке новых критериев поиска материалов с требуемыми эксплуатационными параметрами. Установлены температурно-частотные и полевые зависимости диэлектрических характеристик в области (4,2) 77-1000К, 1.5*101-1*106 Гц, 0-50 кв/см. Экономические преимущества направленного синтеза слагаются из факторов простоты и дешевизны оборудования для синтеза, относительной доступности химических реактивов, эффективности процессов синтеза в отношении повышенного выхода и чистоты целевых продуктов, устойчивости реагентов к атмосфере, снижения температур синтеза и гомогенности вводимых легирующих добавок. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ ( № 06-03-32362). ^ А.П. Кощеев, П. В. Горохов, М.Д. Громов ФГУП ГНЦ НИФХИ им. Л.Я. Карпова, Москва, 105064, Воронцово Поле 10, [email protected] Алмазные наночастицы с размером 2-10 нм были обнаружены независимо около 20 лет назад в некоторых метеоритах и в продуктах детонации взрывчатых веществ. Ультрадисперсные детонационные алмазы (УДА) являются перспективным материалом для технологических применений. Метеоритные наноалмазы (МНА) представляют интерес как наиболее распространенный тип частиц космической пыли, образовавшейся до формирования Солнечной Системы и содержащей информацию о процессах в звездах и околозвездной среде. Недавние астрофизические наблюдения также свидетельствуют о возможном присутствии наноалмазов в околозвездном пространстве. Однако процессы образования МНА и механизмы внедрения примесных элементов (атомов инертных газов) остаются во многом не ясными. В докладе обсуждаются результаты сравнительных исследований УДА и МНА с помощью набора аналитических методов, включая ИК и КР спектроскопию, электронную микроскопию, термодесорбционную масс-спектрометрию и др. Наблюдаемое близкое сходство между МНА и УДА предоставляет уникальную возможность проведения некоторых лабораторных экспериментов с использованием синтетических аналогов межзвездных наноалмазов. Мы развиваем два подхода в этом направлении. Первый подход включает в себя эксперименты по ионному внедрению инертных газов. Результаты этих экспериментов показали, что: 1) ионная имплантация является наиболее вероятным механизмом захвата инертных газов алмазными нанозернами в околозвездной среде; 2) наблюдаемое изотопное фракционирование при ионной имплантации свидетельствует о необходимости пересмотра существующих моделей расчета состава компонент «сверхновой» и 3) измеренные зависимости параметров захвата от энергии и дозы ионного пучка позволяют реконструировать условия и сценарий имплантационных событий в околозвездной среде [1]. Второй подход включает в себя изучение химии поверхности УДА как аналога МНА с целью получения ответа на ключевой вопрос: могут ли некоторые поверхностные свойства наноалмазов выживать после «жесткой» химической процедуры их экстракции из метеоритов. Наши результаты свидетельствуют, что 1) не все начальные химические особенности поверхности УДА удаляются при такой процедуре и 2) химия поверхности экстрагированных наноалмазов зависит от «происхождения» (деталей процесса детонационного синтеза). Следовательно, существует принципиальная возможность извлечения информации о химических свойствах наноалмазов в межзвездном пространстве из результатов лабораторного исследования метеоритных алмазов. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект №07-05-01036). 1. A.P. Koscheev et al. Nature, 412, 615-617, 2001. A.P. Koscheev et al. Meteor. Planet. Sci., 40, A87, 2005. 2. А.П. Кощеев и др. ЖФХ, 82, 1908-1914, 2008. A.P. Koscheev et al. Lunar and Planetary Science, ^ |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям