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
2025: | | 1. | Almikdad Ismaeel, Alexander A. Krylov, Elena.D. Obraztsova Intra-cavity dynamics of single-walled carbon nanotubes as the key parameter for regime selection in ultrashort-pulse erbium-doped fiber lasers // Optics and Laser Technology - 2025. - V. 192. , N. Part B. - P. 113658 doi:10.1016/j.optlastec.2025.113658 Q1 |
| 2. | Tonkikh Alexander A., Rybkovskiy Dmitry V., Enyashin Andrey N., Obraztsova Ekaterina A., Nguyen Van Chuc , Obraztsova Elena D. The Probing of Local Charge with Sulfur Encapsulated in Single-Walled Carbon Nanotubes // Carbon - 2025. - P. 119806 doi:10.1016/j.carbon.2024.119806 Q1 |
| 3. | Igor V. Zagaynov, Elena Yu. Liberman, Anatoly A. Konovalov, Alexander V. Naumkin, Ekaterina A. Obraztsova, Ye Wai , Demid A. Kirilenko Catalytic performance of Cu-Mn-Ce-O solid solutions doped with iron triad metals // Molecular Catalysis - 2025. - V. 584. - P. 115272 doi:10.1016/j.mcat.2025.115272 Q2 |
| 4. | Igor V. Zagaynov, Ivan V. Shelepin, Elena Yu Liberman, Nataliya R. Arutyunyan, Anatoliy A. Konovalov Ceria doped with trivalent cations in advanced oxidation process // Materials Letters - 2025. - V. 396. - P. 138801 doi:10.1016/j.matlet.2025.138801 Q3 |
| 5. | P.V. Fedotov, A.A. Tonkikh, E.D. Obraztsova Optical Properties of 3a-Graphene Nanoribbons in Single-Wall Carbon Nanotubes // Physics of Wave Phenomena - 2025. - V. 33. - P. 102-109 doi:10.3103/S1541308X25700049 Q3 |
| 6. | А.Б.Логинов, Р.Р.Исмагилов, Н.Р.Арутюнян, И.В.Сапков, Е.Д.Образцова, А.Н.Чулков Формирование ориентированных наностенок MoS2 селективной лазерной абляцией и их свойства // Квантовая электроника - 2025. - V. 55. , N. 2. - P. 94-101 Q3 |
| 7. | Арутюнян Н.Р. , Алдиканджи З.Э. , Терехов С.В. , Образцова Е.Д. РАЗДЕЛЕНИЕ ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ МЕТОДОМ ВОДНОЙ ДВУХФАЗНОЙ ЭКСТРАКЦИИ // Журнал структурной химии - 2025. - V. 66. , N. 3. - P. 141444 doi:10.26902/JSC_id141444 Q4 |
2024: | | 8. | Zagaynov Igor V., Naumkin Alexander V. , Konovalov Anatoly A., Obraztsova Ekaterina A., Klimashin Anton A. Catalytic activity of ceria-based solid solutions with low-content dopants // CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL - 2024. - V. 489. - P. 151340 doi:10.1016/j.cej.2024.151340 Q1 |
| 9. | Bolshakov A.P., Yurov V.Yu., Fedorova I.A., Martyanov A.K., Fedotov P.V., Popovich A.F. , Ralchenko V.G., Dai B. Growth of homoepitaxial single crystal diamond by microwave plasma CVD in H2-CH4-O2 gas mixtures at high microwave power densities // Diamond and Related Materials - 2024. - V. 150. - P. 111721 doi:10.1016/j.diamond.2024.111721 Q1 |
| 10. | Kononenko Vitali V. , Zavedeev Evgeny V. , Arutyunyan Nataliya R. , Ashikkalieva Kuralay K., Kononenko Taras V. , Konov Vitaly I. Laser trapping of cavitation bubbles in liquids // Optics and Laser Technology - 2024. - V. 171. - P. 110422 doi:10.1016/j.optlastec.2023.110422 Q1 |
| 11. | Rybkovskiy Dmitry V., Lepeshkin Sergey V., Mikhailova Anastasiia A., Baturin Vladimir S. and Ogano Artem R. Lithiation of phosphorus at the nanoscale: a computational study of LinPm clusters // Nanoscale - 2024. - V. 16. - P. 1197-1205 doi:10.1039/d3nr05166h Q1 |
| 12. | TsebroV.I., Tonkikh A.A., Sadakov A.V., Sobolevskiy O.A., Obraztsova E.D. Magnetotransport in pristine and iodine-doped single-wall carbon nanotubes assembled into transparent films // Physical Review B - 2024. - V. 110. - P. 115431 doi:10.1103/PhysRevB.110.115431 Q1 |
| 13. | Ismaeel A.,Yan F., Fedorenko A.Y. , Orekhov I.O., Sazonkin S.G., Dvoretskiy D.A., Denisov L.K., Karasik V.E., Arutyunyan N.R., Obraztsova E.D. Self – assembled aligned single – walled carbon nanotubes as an anisotropic polarizer and saturable absorber in erbium-doped femtosecond fiber laser // Carbon - 2024. - V. 230. - P. 119672 doi:10.1016/j.carbon.2024.119672 Q1 |
| 14. | Skvortsova Nina N. , Akhmadullina Nailya S., Vafin Ildar Yu., Obraztsova Ekaterina A., Hrytseniuk Yanislav S. , Nikandrova Arina A., Lukianov Dmitrii A. , Gayanova Tatiana E. , Voronova Elena V. , Shishilov Oleg N. and Stepakhin Vladimir D. The Synthesis and Analysis of the Cytotoxicity of Al2O3-Supported Silver Nanoparticles Prepared by the Plasma Chemical Process Initiated by Pulsed MW Radiation in the Al2O3–Ag Powder Mixtures // International Journal of Molecular Sciences - 2024. - V. 25. , N. 10. - P. 5326 doi:10.3390/ijms25105326 Q1 |
| 15. | Loginov A. B., Kuvatov M. M., Ismagilov R. R. , Sapkov I V. , Fedotov P. V. ,Kleshch V. I. , Obraztsova E. D. and Obraztsov A. N. Evolution of transition metal dichalcogenide films properties during chemical vapor deposition: from monolayer islands to nanowalls // Nanotechnology - 2024. - V. 35. - P. 415601 doi:10.1088/1361-6528/ad5a16 Q2 |
| 16. | Rybin Maxim G., Guberna Evgeniy A. , Obraztsova Ekaterina A. ,, Kondrashov Ivan ,, Kurkina Irina I., Smagulova Svetlana A. , Obraztsova Elena D. , Rapid synthesis of CVD graphene with controllable charge carrier mobility // Carbon Trends - 2024. - V. 15. - P. 100349 doi:10.1016/j.cartre.2024.100349 Q2 |
| 17. | Mazurenko Ilya , Vovk Dmitriy, Matyushkin Yakov , Paddubskaya Alesia, Rybin Maxim , Obraztsova Elena Suppression of plasmonic interference in helicity sensitive broadband terahertz detectors // Carbon Trends - 2024. - V. 14. - P. 100331 doi:10.1016/j.cartre.2024.100331 Q2 |
| 18. | Votyakov S.A. , Osadchy A.V. , Obraztsova E.D. System of metastable volume-localized electronic states in positively charged semiconductor single-wall carbon nanotubes // Carbon Trends - 2024. - V. 15. - P. 100340 doi:10.1016/j.cartre.2024.100340 Q2 |
| 19. | 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 - 2024. - V. 41. , N. 2. - P. 514-518 doi:10.1364/JOSAB.514747 Q3 |
| 20. | Ashikkalieva K. K. ,Kononenko T. V. , Ashkinaz E. E. i, Obraztsova E. A. , Ral’chenko V. G., Konov V. I. Laser Imaging of Small-Scale Structural Inhomogeneities in CVD Diamond // Physics of Wave Phenomena - 2024. - V. 32. , N. 2. - P. 73-82 doi:10.3103/S1541308X2470002X Q3 |
| 21. | Ashikkalieva K. K. , Kononenko V. V. ,Arutyunyan N. R. , Zavedeev E. V. , Akhlyustina E. V. , Vasilie A. L.v, Konov V. I. Separation Methods of Laser-Induced Carbon Chains in Graphite-Ethanol Suspensions // Physics of Wave Phenomena - 2024. - V. 32. , N. 1. - P. 1-8 doi:10.3103/S1541308X24010023 Q3 |
| 22. | Логинов А. Б.,Исмагилов Р. Р., Федотов П. В.,, Сапков И. В., Куватов М. М. , Логинов Б. А. , Образцова Е. Д., Образцов А. Н. Изменение свойств пленок дихалькогенидов переходных металлов на различных стадиях их формирования в процессе химического газофазного осаждения // Журнал экспериментальной и теоретической физики - 2024. - V. 165. , N. 3. - P. 355-366 doi:10.31857/S0044451024030052 Q3 |
| 23. | 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 - 2024. - V. 65 . , N. 2. - P. 123101-123111 doi:10.26902/JSC_id123101 Q4 |
| 24. | Leonov S. O. , Eremin T. V., Frolo M. P. v, Korostelin Yu. V. , Skasyrsky Y. K. , Obraztsova E. D. , Kozlovsky V. I. Femtosecond Cr2+:ZnSe Laser with Mode-locking based on Carbon Nanotubes // Bulletin of the Lebedev Physics Institute - 2024. - V. 53. , N. 2. - P. S157-S164 doi:10.3103/S1068335624600529 Q4 |
| 25. | Zherebtsov I.S. Savin V.V. Savina L.A. Osadchy A.V. Formation and stability of β-Si3N4 and Si2N2O phases in composite materials during mechanochemical treatment of powder mixtures including silicon, Taunite-M and nitrogen-containing components // Materials Physics and Mechanics - 2024. - V. 52. , N. 2. - P. 56-63 doi:10.18149/MPM.5222024_6 Q4 |
| 26. | Borzosekov V. D.,, Akhmadullina N. S. ,Sokolov A. S. , Gayanova T. E. , Rezaeva A. D. , Stepakhin V. D., Konchekov E. M. ,Malakhov D. V. , Voronova E. V. , Nugaev I. R., Logvinenko V. P. , Knyazev A. V., Letunov A. A. , Kharlachev D. E. , Obraztsova E. A., Morozova T. I. , Zaitsev M. A., Ishchenko A. V., Weinstein I. A. , Grohovsky V. I. , Shishilov O. N. , and Skvortsova N. N. Obtaining Plasma–Dust Clouds from Meteoritic Matter, its Analogs and Simulants of Lunar Regolith Using Microwave Discharge // Solar System Research - 2024. - V. 58. - P. 289-314 doi:10.1134/S0038094624700138 Q4 |
| 27. | Sokolov А.А. , Gayanova A.S. , Borzosekov T.E., Stepakhin V. D., Kozak A. K., Obraztsova E. A., Vagapova N. T., Badurin I. V. , Loginova E. S. & Skvortsova N. N. Simulation Experiments on the Deposition of Charged Particles of LMS-1D Regolith on the Solar Panels of Spacecraft // Solar System Research - 2024. - V. 58. , N. 3. - P. 282 doi:10.1134/S0038094624700114 Q4 |
| 28. | Ивашенцева И.В., Федотов П.В. , Каурова Н.С.,Рыбин М.Г. ,Образцова Е.Д. , Третьяков И.В. , Гольцман Г.Н. Детектор ИК диапазона на основе графеновых нанополос // Журнал технической физики - 2024. - V. 94. , N. 8. - P. 1391-1397 doi:10.61011/JTF.2024.08.58568.31-24 Q4 |
| 29. | 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 - 2024. - V. 65. , N. 2. - P. 122362 doi:10.26902/JSC_id122362 Q4 |
| 30. | Комленок М.С., Федотов П.В., Пивоваров П.А., Конов В.И. Лазерная печать отдельных пикселей нанополос графена // Computer Optics - 2024. - V. 48. , N. 3. - P. 371-375 doi:10.18287/2412-6179-CO-1331 WoS |
| 31. | Логвиненко В. П., Вафин И. Ю., Летунов А. А., Князев А. В., Воронова Е. В., Скворцова Н. Н., Борзосеков В. Д., Соколов А. С., Степахин В. Д., Нугаев И. Р., Козак А. К., Образцова Е. А. Газокинетическая температура плазмы при синтезе микрочастиц диоксида титана с нанесенными наночастицами меди // Успехи прикладной физики - 2024. - V. 12. , N. 3. - P. 258-267 doi:10.51368/2307-4469-2024-12-3-258-267 |
| 32. | Исмаил А. , Арутюнян Н. Р. , Образцова Е. А. , Коматсу Натсуми, Юничиро Коно, Образцова Е. Д. Насыщающийся поглотитель на основе упорядоченных одностенных углеродных нанотрубок // Труды МФТИ - 2024. - V. 16. , N. 2. - P. 122-128 |
2023: | | 33. | Fedotov Pavel V., Obraztsova Elena D. Near infrared photoluminescence of the bottom-up produced 7-armchair graphene nanoribbons // Applied Physics Letters - 2023. - V. 122. , N. 1. - P. 013101 doi:10.1063/5.0131405 Q1 |
| 34. | Egorova Marfa,Tomskaya Aleksandra and Smagulova Svetlana Afanasyevna Optical Properties of Carbon Dots Synthesized by the Hydrothermal Method // Materials - 2023. - V. 16. - P. 4018-4028 doi:10.3390/ma16114018 Q1 |
| 35. | 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 - 2023. - V. 15. - P. 1338-1346 doi:10.1039/d2nr06523a Q1 |
| 36. | 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 - 2023. - V. 451. , N. 4. - P. 139083 doi:10.1016/j.cej.2022.139083 Q1 |
| 37. | 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 - 2023. - V. 19. - P. 2301295 doi:10.1002/smll.202301295 Q1 |
| 38. | 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 - 2023. - V. 127. , N. 6. - P. 3005-3012 doi:10.1021/acs.jpcc.2c06920 Q2 |
| 39. | 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 - 2023. - V. 13. , N. 10. - P. 1694 doi:10.3390/nano13101694 Q2 |
| 40. | 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 - 2023. - V. 10. , N. 10. - P. 1100 doi:10.3390/photonics10101100 Q3 |
| 41. | 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 - 2023. - V. 31. , N. 1. - P. 44-50 doi:10.3103/S1541308X23010016 Q3 |
| 42. | 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 Q3 |
| 43. | 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 - 2023. - V. 260. - P. 2200481-2200486 doi:10.1002/pssb.202200481 Q3 |
| 44. | 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 - 2023. - V. 57. - P. S53-S56 doi:10.1134/S0018143923070111 Q4 |
| 45. | 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 - 2023. - V. 131. , N. 1. - P. 112-115 doi:10.21883/OS.2023.01.54547.4365-22 Q4 |
| 46. | 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 - 2023. - V. 15. , N. 4. - P. 1-7 |
|
Заведующая лабораторией
Образцова Елена Дмитриевна
(Сотрудники лаборатории)
|
