Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Полімеризація плівок фулеритів при легуванні металами та опроміненні"

м82

Автор: Павленко О.Л., к.ф.-м.н.

Метою циклу є встановлення механізмів полімеризації і структури полімеризованих фаз у плівках фулеритів С60 шляхом їх легування атомами металів, які належать до d- і p-елементів, а також визначення впливу опромінення електронами та іонами різних металів у діапазоні енергій значних ядерних втрат на процеси полімеризації і аморфізації структури плівок конденсованих фулеренів.

 Теоретично показано можливість формування комплексів фулеренів з атомами Fe, Ti, Cu, Sn, C та полімерних комплексів з Тi, Sn, C за рахунок переносу зарядів від атомів металів до фулеренів. Легування фулеритів С60 нелужними металами, які належать до р-елементів (Sn, In) сприяє формуванню димерів фулеренів, полімерних ланцюгів, тетрагональних та орторомбічних площин.

 При високоенергетичному опромінення плівок фулеритів С60 електронами та іонами Fe+, Ti+ полімеризація структури виникає як результат радіаційних пошкоджень молекул з подальшим утворенням їх комплексів з міжвузловими атомами вуглецю. При більших дозах поглинання електронного опромінення і флюенсі іонів переважаючою стає аморфізація структури фулеритів.

 Отримано низку фундаментальних результатів щодо взаємодії молекул фулеренів з високоенергетичним опроміненням та допованими атомами металів. Запропоновано нові підходи до встановлення механізмів взаємодії молекул фулеренів з атомами металів.

 Автором здійснено постановку нових нетрадиційних задач полімеризації фулеритів при опроміненні та легуванні металами заліза, титану, міді, олова.

Кількість публікацій: 19, в т.ч. 12 статей (2 - у зарубіжних журналах), 11 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації автора складає 1 (згідно баз даних Scopus), h-індекс =1.

Надіслати коментар

Коментарі

Запорожець Т.В., к.ф.-м.н., доц.

Представлена робота має як фундаментальне, так і прикладне значення. Автором теоретично проаналізовано властивості та механізми полімеризації фулеритів С60 при введенні домішок нелужних металів у результаті легування та опромінення. Зокрема, детально досліджено тип і ступінь полімеризованих структур при легуванні атомами олова, індію, вісмуту та при радіаційному пошкодженні каркасу молекул фулеритів іонами заліза і титану в залежності від доз опромінення та поглинання. У результаті розрахунків показано, що молекули фулеренів утворюють комплекси з атомами нелужних металів за рахунок переносу заряду від атомів металів до С60, що й обумовлює полімеризацію при перенесенні зарядів від атомів до молекул та появі між ними в основному стані донорно-акцепторної взаємодії. Розрахункові прогнози було перевірено та підтверджено сучасними експериментальними методами безпосередньо автором. Досліджені способи полімеризації є доступнішими порівняно із довготривалим опроміненням і застосуванням високого тиску, а отримані полімеризовані фулеритові плівки мають вищу міцність та напівпровідникові властивості, що відкриває перспективи їх використання у біотехнологіях, виробництві напівпровідників, а, можливо, й феромагнітного вуглецю.
Цикл наукових праць О. Л. Павленко є комплексним теоретико-експериментальним дослідженням, що сприяло отриманню представлених нетривіальних результатів, а також свідчить про високу наукову кваліфікацію й творчу перспективність автора. Вважаю, що дослідниця заслуговує на визнання та підтримку.

Татаренко В.А., д.ф.-м.н., проф.

Цей цикл праць стосується вивчення впливу леґування металами та опромінення високоенергетичними частинками на процеси полімеризації у плівках фуллеритів С60.
Перспективність застосувань полімеризованих плівок фуллеритів є зумовленою технологічною можливістю одержання матеріялів, зокрема, малорозмірних елементів приладів, з наперед заданим комплексом деколи унікальних властивостей. Так, полімеризовані плівки мають високі показники міцности та пластичности, нелінійні оптичні характеристики тощо. Тому дослідженню утворення хімічних зв’язків між молекулами фуллеренів у кристалічних зразках фуллеритів надається значна увага. Але відомі методи полімеризації є обмеженими у застосовності щодо плівок з С60; зокрема, прикладання високих тисків і температур можливе лише для об’ємних зразків, полімеризовані лужними металами плівки з C60 є нестабільними та й механізми взаємодії між атомами таких металів і молекулами С60 не з’ясовано.
Отже, визначення впливу леґування нелужними металами та опромінення високоенергетичними частинками на полімеризацію у фуллеритових плівках, а також з’ясування характеру взаємодії міжвузлових атомів металів та атомів Карбону, вибитих з молекул C60 (через радіаційні пошкодження їх опроміненням), є важливими й актуальними задачами в науковому плані та перспективними у практичному аспекті завданнями.
Саме виконане у роботах пані О. Л. Павленко комплексне дослідження властивостей плівок з молекул С60, леґованих атомами p- та d-елементів (Ti, Fe, Cu, Sn, Bi, In), а також опромінених йонами або електронами, продемонструвало, що перенесення заряду від атомів зазначених металів, а також вибитих атомів Карбону до молекул С60 має істотне значення у формуванні саме хімічних зв’язків між молекулами C60.
Тут докладно розглянуто тонку структуру коливних смуг у спектрах комбінаційного розсіяння світла та вбирання інфрачервоних променів у плівках високотемпературної ГЦК-фази нелеґованого фуллериту (з молекул C60). Також тут розраховано динаміку комплексів фуллеренів з атомами Купруму, Стануму, Титану; з використанням програмного пакету Gaussian 03 (для квантово-хімічних розрахунків структури й властивостей молекулярних систем) одержано коливні спектри. Обчислення вказують на можливість утворення хімічних зв’язків. Варто зазначити, що зроблений авторкою висновок про полімеризацію структури леґованих фуллеритів підтверджено як спектрами комбінаційного розсіяння світла, так і картинами дифракції X-променів. Через високоенергетичне опромінення плівок фуллериту електронами та йонами Fe+ або Ti+, що характеризується значними ядровими втратами, полімеризація структури відбувається як результат радіаційних пошкоджень молекулярних каркасів з подальшим утворенням їх комплексів з вибитими у міжвузловини атомами Карбону.
Вірогідність одержаних даних забезпечується: задіяним комплексом експериментальних метод для дослідження явищ у плівкових матеріалах, що базується на сучасних приладах; аналізом експериментальних даних для споріднених систем; вибором базових припущень при розробці моделей структурної будови плівкових систем та процесів у них на основі попереднього вивчення якісно-кількісних властивостей фізичних явищ, які мають бути відображеними у їх математичній моделі; можливістю зведення загальних результатів розгляду моделей до тестових задач; організацією спеціальних порівняльних чисельних розрахунків. Для низки проблем фізичні властивості змодельовано самою авторкою, а її ж експеримент явно проілюстрував коректність результатів моделювання. Крім того, на користь коректності ряду результатів свідчать їхня узгодженість з відомими з літератури експериментальними даними (одержаними іншими дослідниками інакшими методами) та якісний збіг з наявними розрахунковими (в рамках інакших трактувань або на основі моделей, адекватних щодо області явищ, яких вивчено).
Результати циклу праць можна застосувати для потреб мікро- і наноелектроніки, а також використати у навчальному процесі.
Отже, я вважаю, що авторка циклу праць пані Олена Леонідівна Павленко заслуговує на здобуття премії Президента України.

Оласюк О. П., асистент КФФМ

В роботі представлені актуальні результати досліджень у сфері вуглецевих наноструктур, які дозволяють краще зрозуміти процеси полімеризації фулеренів С60 під дією опромінювання, описувати та прогнозувати властивості цих структур, які наразі є основою новітніх композиційних матеріалів у багатьох сферах науки і техніки. Наявний всесторонній опис механізмів покращення різноманітних властивостей цих речовин. Результати роботи, безумовно, є важливими для подальшого створення ефективних наноматеріалів та технологій з їх використанням.

Гусак А.М., д.ф.-м.н., проф.

Робота представляє цікаве поєднання досить «модної» вже довгий час тематики фулеренів та фулеритів із традиційним для фізики напрямом радіаційного впливу на матеріали. Ясно, що поєднання симетричних структур С60 із іонами металів різко збагачує спектр можливих властивостей цих систем. Цілком очевидно, що утворення додаткових зв’язків між сусідніми фулеренами в фулериті може кардинально змінити його електронні та інші властивості. Суттєво, що при цьому використовуються іони d- і p-елементів. Цікавим видається дослідження аморфізації фулеритів, починаюч з певних доз опромінювання. Цікаво було б із цим явищем розібратись більш детально. Результати роботи можуть виявитись важливими і в практичному сенсі – для створення функціональних елементів для наноелектроніки, нанооптики та медицини.

Буско Т.О., к.ф.-м.н.

Представлені результати комплексних досліджень процесів полімеризації фулеритів С60 є важливими та актуальними. Дослідження впливу високоенергетичного опромінення на структуру фулеритів С60 дозволяє визначити такі поглинені дози, при яких їх полімеризація є оптимальною.

Куліш М.П.,член-кор. НАН України, д.ф.-м. н., проф.

В останні десятиліття значно зріс інтерес до вуглецевих наноструктур, що мають унікальні характеристики. Серед них - плівки фулеритів, проте за звичайних умов вони представляють собою молекулярні кристали, внаслідок чого їх властивості є обмеженими. У випадку формування хімічних зв’язків між молекулами, тобто полімеризації фулеритів, має місце значне покращення фізико-хімічних властивостей, що дозволяє значно розширити області їх застосування зокрема у наноелектроніці, медицині. Усі відомі методи полімеризації, а саме прикладання високих тисків і температур, легування лужними металами, опромінення УФ світлом не є ефективними внаслідок нестійкості полімеризованого стану. У роботі Павленко О.Л. представлено та обгрунтовано нові підходи до полімеризації плівок, що є перспективними для застосувань у наноіндустрії.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.