Основные направления исследований
Коллектив лаборатории спектроскопии наноматериалов Центра естественно-научных исследований Института Общей Физики им. А.М. Прохорова РАН вовлечен в исследования наноуглеродных материалов, начиная с 1995 г. В 1997 г. первая в России установка по дуговому синтезу одностенных углеродных нанотрубок (ОУН) была сконструирована и введена в действие. С этого времени углеродные нанотрубки стали основным объектом исследований лаборатории. В 2003 г. возможности по синтезу углеродных нанотрубок расширились в результате запуска второй установки по синтезу пленок из одностенных углеродных нанотрубок на различных подложках из различных углерод-содержащих газов и паров спирта . Были получены интересные результаты, проливающие свет на механизмы роста одностенных углеродных нанотрубок на каталитических металлических частицах и двустенных углеродных нанотрубок.
Основным аналитическим инструментом лаборатории является оптическая спектроскопия: комбинационное рассеяние света и оптическое поглощение света в широком спектральном диапазоне. Были получены новые результаты по селективному по диаметру нанотрубок резонансному комбинационному рассеянию света. Компьютерное моделирование электронной структуры нанотрубок, основанное на “складывании” зоны Бриллюэна, позволило интерпретировать переключение доминирущей моды в контуре “дыхательных” мод КР нанотрубок в зависимости от энергии фотона возбуждающего лазерного излучения . Термо-индуцированные изменения в спектрах КР ОУН были выявлены при нагреве в лазерном пучке и в печи. Пороговое значение температуры окисления нанотрубки оказалось зависимым от ее диаметра. Наблюдение исчезновения “дыхательных” мод КР позволило определить пороговые температуры окисления для нанотрубок различного диаметра. Были проведены исследования методом КР в алмазной ячейке высокого давления и получены интересные результаты, касающиеся трансформации структуры углеродных нанотрубок под давлением. Было обнаружено сужение запрещенной зоны полупроводниковых нанотрубок под давлением.
Начиная с 2003 г. коллектив лаборатории спектроскопии наноматериалов начал работать с суспензиями нанотрубок, используя ультразвуковую обработку и ультрацентрифугирование для их приготовления. Спектры оптического поглощения индивидуальных нанотрубок и спектры люминесценции были впервые получены для нанотрубок, синтезированных дуговым методом. В 2004 г. лаборатория была вовлечена в эксперименты по исследованию нелинейно-оптических свойств суспензий нанотрубок. Они впервые использовались как насыщающиеся поглотители в резонаторах различных лазеров (лазера на Er3+-стекле, F2 -:LiF лазере и др.) Во всех случаях был реализован режим пассивной модуляции добротности. Полученные результаты подтвердили перспективность использования суспензий нанотрубок для сверхбыстрой модуляции световых пучков.
В 2006 г. начаты работы по использованию нелинейно-оптических элементов на основе одностенных углеродных нанотрубок в волоконных лазерах. Для решения этой задачи разработана технология получения тонких полимерных пленок оптического качества с равномерно распределенными нанотрубками. Пленки всесторонне охарактеризованы методами оптической спектроскопии. Получены первые результаты по пассивной синхронизации мод в волоконных лазерах на Er3+- стекле.
Активно разрабатывалось также другое перспективное направление применения одностенных углеродных нанотрубок – вакуумная электроника. Продемонстрировано, что углеродные нанотрубки и наноструктуры на их основе являются эффективными низкополевыми эмиттерами электронов и могут использоваться в качестве катодов в лампах, цифровых индикаторах, дисплеях. Созданы лаборатоторные прототипы таких устройств.
Экспериментальная база:
Награды
Президентские гранты молодым ученым – кандидатам наук
А.В. Осадчий, С.Н. Бокова
Международный конкурс научных работ молодых ученых в области нанотехнологий II место –
Н.Р.Арутюнян
Премия за постерный доклад на конференции Европейского общества исследования материалов (EMRS 09) -
А.И. Чернов
Основные публикации
Q1 | 2024: | | 1. | Vitali V. Kononenko , Evgeny V. Zavedeev, Nataliya R. Arutyunyan, Kuralay K. Ashikkalieva, Taras V. Kononenko, Vitaly I. Konov "Laser trapping of cavitation bubbles in liquids" // Optics and Laser Technology, vol. 17, p. 110422 (2024) doi:10.1016/j.optlastec.2023.110422 |
2023: | | 2. | Komlenok M., Pivovarov P., Popovich A., Cheverikin V., Romshin A., Rybin M., Obraztsova E. "Crystallization of Copper Films on Sapphire Substrate for Large-Area Single-Crystal Graphene Growth" // Nanomaterials, vol. 13, no. 10, p. 1694 (2023) doi:10.3390/nano13101694 |
| 3. | Fedotov Pavel V., Obraztsova Elena D. "Near infrared photoluminescence of the bottom-up produced 7-armchair graphene nanoribbons" // Applied Physics Letters, vol. 122, no. 1, p. 013101 (2023) doi:10.1063/5.0131405 |
| 4. | Egorova Marfa,Tomskaya Aleksandra and Smagulova Svetlana Afanasyevna "Optical Properties of Carbon Dots Synthesized by the Hydrothermal Method" // Materials, vol. 16, p. 4018-4028 (2023) doi:10.3390/ma16114018 |
| 5. | Rybkovskiy Dmitry V., Lepeshkin Sergey V., Baturin Vladimir S., Mikhailova Anastasiia A., Oganov Artem R. "Phosphorus nanoclusters and insight into the formation of phosphorus allotropes" // Nanoscale, vol. 15, p. 1338-1346 (2023) doi:10.1039/d2nr06523a |
| 6. | Kurniawan Darwin, Rahardja Michael Ryan, Fedotov Pavel V. , Obraztsova Elena D.,Ostrikov Kostya Ken, Chiang Wei-Hung "Plasma-Bioresource-Derived Multifunctional Porous NGQD/AuNP Nanocomposites for Water Monitoring and Purification" // CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, vol. 451, no. 4, p. 139083 (2023) doi:10.1016/j.cej.2022.139083 |
| 7. | Sokolov I.S., Averyanov D.V., Parfenov O.E., Taldenkov A.N., Rybin M.G., Tokmachev Andrey M. and Storchak Vyacheslav G. "Proximity Coupling of Graphene to a Submonolayer 2D Magnet" // Small, vol. 19, p. 2301295 (2023) doi:10.1002/smll.202301295 |
Q2 | 2023: | | 8. | Tonkikh Alexander A., Rybkovskiy Dmitry V. and Obraztsova Elena D. "Charge-Induced Structure Variations of 1D-Iodine Inside Thin SWCNTs" // Journal of Physical Chemistry C, vol. 127, no. 6, p. 3005-3012 (2023) doi:10.1021/acs.jpcc.2c06920 |
Q3 | 2024: | | 9. | Tereshchenko D.P., Ershkov M.N., Solokhin S,A., Slukhov S.A., Smetanin S.N., Kochukov Yu.A., Papashvili A.G., Rybin M.G., Ismaeel A., Obraztsova E.D. "Highly efficient, powerful Nd:YAG laser CW mode-locked with monolayer CVD-graphene saturable absorber mirror" // JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS, vol. 41, no. 2, p. 514-518 (2024) doi:10.1364/JOSAB.514747 |
| 10. | А. Б. Логинов, Р. Р. Исмагилов, П. В. Федотов, И. В. Сапков, М. М. Куватов, Б. А. Логинов, Е. Д. Образцова, А. Н. Образцов "Изменение свойств пленок дихалькогенидов переходных металлов на различных стадиях их формирования в процессе химического газофазного осаждения" // Журнал экспериментальной и теоретической физики, vol. 165, no. 3, p. 355-366 (2024) doi:10.31857/S0044451024030052 |
2023: | | 11. | Kononenko Vitali V., Arutyunyan Nataliya R.,Ashikkalieva Kuralay K., Zavedeev Evgeny V., Kononenko Taras V., Akhlyustina Ekatherina V., Konov Vitaly I. "Laser intensity effect on polyyne synthesis in liquid hydrocarbons" // Photonics, vol. 10, no. 10, p. 1100 (2023) doi:10.3390/photonics10101100 |
| 12. | Skvortsova Nina N., Obraztsova Ekaterina A., Stepakhin Vladimir D., Konchekov Evgeny M., Gayanova Tatiana E., Vasilieva Lilja A., Lukianov Dmitrii A., Sybachin Andrey V., Skvortsov Dmitry A., Gusein-Zade Namik G., and Shishilov Oleg N. "Microdispersed Ti/B/N Materials Synthesized in Chain Reactions in Processes Initiated by Microwaves of a High-Power Gyrotron: Structure and Cytotoxicity" // Fusion Science and Technology (2023) doi:10.1080/15361055.2023.2255442 in press |
| 13. | Loginov Artem B., Fedotov Pavel V., Bokova-Sirosh Sofya N., Sapkov Ivan V., Chmelenin Dmitry N., Ismagilov Rinat R., Obraztsova Elena D., Loginov Boris A., Obraztsov Alexander N. "Synthesis, Structural, and Photoluminescence Properties of MoS2 Nanowall Films" // Physica Status Solidi B, vol. 260, p. 2200481-2200486 (2023) doi:10.1002/pssb.202200481 |
Q4 | 2024: | | 14. | Arutyunyan Natalia R., Tonkikh Alexander A. , Rybkovskiy Dmitry V., Obraztsova Ekaterina A., Obraztsova Elena D. "1D Iodine Formed Inside a Pre-oriented Matrix of Carbon Nanotubes" // Journal of Structural Chemistry, vol. 65 , no. 2, p. 123101-123111 (2024) doi:10.26902/JSC_id123101 |
| 15. | S. O. Leonov, T. V. Eremin, M. P. Frolov, Yu. V. Korostelin, Y. K. Skasyrsky, E. D. Obraztsova, V. I. Kozlovsky "Femtosecond Cr2+:ZnSe Laser with Mode-locking based on Carbon Nanotubes" // Bulletin of the Lebedev Physics Institute, vol. 53, no. 2, p. S157-S164 (2024) doi:10.3103/S1068335624600529 |
| 16. | K. K. Ashikkalieva, T. V. Kononenko, E. E. Ashkinazi, E. A. Obraztsova, V. G. Ral’chenko, V. I. Konov "Laser Imaging of Small-Scale Structural Inhomogeneities in CVD Diamond" // Physics of Wave Phenomena, vol. 32, no. 2, p. 73-82 (2024) doi:10.3103/S1541308X2470002X |
| 17. | K. K. Ashikkalieva, V. V. Kononenko, N. R. Arutyunyan, E. V. Zavedeev, E. V. Akhlyustina, A. L. Vasiliev, V. I. Konov "Separation Methods of Laser-Induced Carbon Chains in Graphite-Ethanol Suspensions" // Physics of Wave Phenomena, vol. 32, no. 1, p. 1-8 (2024) doi:10.3103/S1541308X24010023 |
| 18. | Рыбковский Д.В., Лепешкин С.В.,, Михайлова А.А., Батурин В.С. "СТРУКТУРА И СТАБИЛЬНОСТЬ НАНОКЛАСТЕРОВ ФОСФОРА В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ СОСТАВОВ (P17 - P220) " // Журнал структурной химии, vol. 65, no. 2, p. 122362 (2024) doi:10.26902/JSC_id122362 |
2023: | | 19. | Ashikkalieva K.K., Kononenko V.V., Arutyunyan N.R., Akhlyustina E.V. , Zavedeev E.V., Vasiliev A.L. , Golovin A.L., Konov V.I. "Laser Synthesis of Gold Nanochains from Hydrochloroauric Acid Aqueous Solutions" // Physics of Wave Phenomena, vol. 31, no. 1, p. 44-50 (2023) doi:10.3103/S1541308X23010016 |
| 20. | Gayanova T.E., Voronova E.V., Kuznetsov S.V., Obraztsova E.A., Skvortsova N.N., Sokolov A.S., Nugaev I.R., Stepakhin V.D. "Synthesis of Microstructures of Hexagonal Boron Nitride in Gyrotron Discharge in Metal–Dielectric Powder Mixtures" // High Energy Chemistry, vol. 57, p. S53-S56 (2023) doi:10.1134/S0018143923070111 |
| 21. | Еремин Т.В., Еремина В.А., Образцова Е.Д. "Кислородные дефекты в одностенных углеродных нанотрубках для источников излучения в ближнем инфракрасном диапазоне" // Optics and Spectroscopy, vol. 131, no. 1, p. 112-115 (2023) doi:10.21883/OS.2023.01.54547.4365-22 |
Нет квартиля | 2023: | | 22. | Комленок М.С., Федотов П.В., Пивоваров П.А., Конов В.И. "Лазерная печать отдельных пикселей нанополос графена" // Computer Optics (2023) in press |
Остальные | 2024: | | 23. | S.A. Votyakov, A.V. Osadchy, E.D. Obraztsova "System of metastable volume-localized electronic states in positively charged semiconductor single-wall carbon nanotubes" // Carbon Trends, vol. 15, p. 100340 (2024) doi:10.1016/j.cartre.2024.100340 |
2023: | | 24. | Исмаил А., Арутюнян Н.Р., Образцова Е.А., Komatsu Nastumi, Kono Junichiro, Образцова Е.Д. "Насыщающийся поглотитель на основе упорядоченных одностенных углеродных нанотрубок" // Труды МФТИ, vol. 15, no. 4, p. 1-7 (2023) in press |
|
Заведующая лабораторией
Образцова Елена Дмитриевна
(Сотрудники лаборатории)
|
