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
2026: | | 1. | Natalia R. Arutyunyan , Alexander A. Tonkikh , Pavel V. Fedotov , Dmitry V. Rybkovskiy , Ekaterina A. Obraztsova , Wanyu Dai , Xiang Rong , Shigeo Maruyama , Elena D. Obraztsova Optical anisotropy of 6-A graphene nanoribbons synthesized inside aligned nanotubes // Carbon Trends - 2026. - V. 22. - P. 100596 doi:10.1016/j.cartre.2025.100596 Q2 |
2025: | | 2. | 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 |
| 3. | A. Ismaeel, A.A. Krylov, E.D. Obraztsova The influence of mode-locking techniques on ultra-short pulse operation regimes and soliton quantization in an erbium-doped fiber oscillator // Optics and Laser Technology - 2025. - V. 195. - P. 109314 doi:10.1016/j.optlaseng.2025.109314 Q1 |
| 4. | 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 |
| 5. | 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 |
| 6. | M.G. Rybin, E.A. Guberna, V.A. Kamynin, Van Chuc Nguen, E.D. Obraztsova Modification of Electrical Characteristics of CVD-graphene by Joule heating // Carbon Trends - 2025. - V. 21. - P. 100577 doi:10.1016/j.cartre.2025.100577 Q2 |
| 7. | Votyakov S.A., Osadchy A.V., Obraztsova E.D. Pseudo-SAMOs array in positively charged semiconductor single-walled carbon nanotubes // Nanotechnology - 2025. - V. 36. - P. 415001 doi:10.1088/1361-6528/ae08bc Q2 |
| 8. | 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 |
| 9. | F. Keramatiradmousa, A.B. Loginov, P.A. Chizhov, P.V. Fedotov, E.D. Obraztsova Fiber-optic power limiter device based on carbon Nanotubes // Physics of Wave Phenomena - 2025. in press Q3 |
| 10. | 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 |
| 11. | Sergei A. Votyakov, Alexander V. Osadchy, Elena D. Obraztsova Optimization of Whispering Gallery Mode Microresonators for Graphene Nanoribbons Emission // Physica Status Solidi B - 2025. doi:10.1002/pssb.202500343 in press Q3 |
| 12. | А. И. Лобанов, В. А. Камынин, С. А. Филатова, А. Исмаил, Н. Р. Арутюнян, Е. А. Образцова, Н. Коматсу, Ю. Коно, Е. Д. Образцова, В. Б. Цветков Гольмиевый волоконный лазер ультракоротких импульсов с внутрирезонаторным продольным сканированием насыщающегося поглотителя // Квантовая электроника - 2025. - V. 55. , N. 3. - P. 133-140 Q3 |
| 13. | A.Е.Томская, A.А.Ващенко, С.А.Смагулова, Е.Д.Образцова Углеродные точки на основе трикарбоновых кислот и этилендиамина для органических светоизлучающих диодов // JETP Letters - 2025. - V. 122. , N. 7. - P. 419-426 doi:10.31857/S0370274X25100076 Q3 |
| 14. | Крылов А.А., Исмаил А. , Образцова Е.Д. Управление режимами генерации эрбиевого волоконного лазера с гибридной синхронизацией мод за счет регулирования поляризационно-зависимых потерь в резонаторе с распределенным поляризатором // Квантовая электроника - 2025. in press Q3 |
| 15. | 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 |
| 16. | A. I. Lobanov, V. A. Kamynin, S. A. Filatova, A. Ismaeel, N. R. Arutyunyan, E. A. Obraztsova, N. Komatsu, J. Kono, E. D. Obraztsova and V. B. Tsvetkov A Holmium Fiber Laser with Ultrashort Pulses and Intracavity Longitudinal Scanning of a Saturable Absorber // Bulletin of the Lebedev Physics Institute - 2025. - V. 52. , N. Suppl. 7. - P. S699-S707 doi:10.3103/S106833562560353X in press Q4 |
| 17. | A. B. Loginov, R. R. Ismagilov, N. R. Arutyunyan, I. V. Sapkov, E. D. Obraztsova and A. N. Chulkov Formation of Oriented MoS2 Nanowalls by Selective Laser Ablation and Their Properties // Bulletin of the Lebedev Physics Institute - 2025. - V. 52. , N. Suppl. 7. - P. S735-S745 doi:10.3103/S1068335625603711 in press Q4 |
| 18. | М.М. Куватов, Р.Р. Исмагилов, А.Б. Логинов, В.И. Клещ, Е.Д. Образцова, А.Н. Чулков Влияние концентрации метана на формирование азотно-вакансионных центров в иглоподобных кристаллитах алмаза // Письма в журнал технической физики - 2025. in press Q4 |
| 19. | 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 |
| 20. | Исмаил А. , Крылов А.А., Образцова Е.Д. 17-фс стабильный эрбиевый волоконный генератор с внерезонаторным управлением нелинейностью и дисперсией // 2018 20th International Symposium on High-Current Electronics (ISHCE) - 2025. in press WoS |
2024: | | 21. | 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 |
| 22. | 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 |
| 23. | 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 |
| 24. | 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 |
| 25. | 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 |
| 26. | 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 |
| 27. | 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 |
| 28. | 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 |
| 29. | 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 |
| 30. | 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 |
| 31. | 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 |
| 32. | 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 |
| 33. | 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 |
| 34. | 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 |
| 35. | 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 |
| 36. | 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 |
| 37. | 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 |
| 38. | 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 |
| 39. | 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 |
| 40. | 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 |
| 41. | 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 |
| 42. | 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 |
| 43. | 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 |
| 44. | 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 |
| 45. | 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 |
|
Заведующая лабораторией
Образцова Елена Дмитриевна
(Сотрудники лаборатории)
|
