Спектроскопия колебательных состояний в средах на основе конденсированного углерода и наноуглерода

• Автор: Бехтерев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 349 с. : ил.

Введение
Глава 1. Структура и симметрия кристаллической решетки конденсированного углерода и наноуглерда
1.1. Кристаллическая структура аллотропных форм углерода
1.2. Структура нанокристаллического углерода: фуллерены, тубулены
1.3. Фазовые превращения в конденсированном углероде при воздействии температуры и давления, переходные формы
1.4. Основные представления о дисперсии энергии электронов в зоне Бриллюэна конденсированных углеродных структур
1.5. Теоретико-групповой анализ аллотропных, переходных и нанокри-сталлических форм углерода
Глава 2. Исследование фононного спектра и ИК оптических характеристик конденсированного углерода и наноуглерода
2.1. Теоретический расчет фононного спектра конденсированного углерода, размерность и симметрия системы
2.2. Влияние дефектов на колебательный спектр конденсированного углерода
2.3. Расчеты ИК оптических характеристик объектов на основе конденсированного углерода в области активности колебательных мод
2.4. Анализ экспериментальных результатов по спектроскопическому исследованию колебательных состояний в конденсированном углероде и наноуглероде методом КР спектроскопии
Глава 3. Развитие метода ИК спектроскопии НПВО для исследования колебательных состояний конденсированного углерода в материалах с развитым микро- и макрорельефом поверхности
3.1. Описание физико-химических свойств пироуглерода, монокристал-лического графита, нанокристаллического стеклоуглерода и приготовление образцов для оптических исследований
3.2. Изучение спектров отражения реальной поверхности пиро- и стеклоуглерода методом ИК спектроскопии НПВО на основе термопластичной техники
3.3. Моделирование влияния нарушения оптического контакта на ИК спектры отражения конденсированного углерода, оценка погрешности измерений
3.4. Расчет оптических характеристик объектов согласно классической дисперсионной теории и модели эффективной среды
Глава 4. Исследование оптических свойств изотропных и анизотропных микрокристаллических модификаций углерода с развитым рельефом поверхности в ИК области спектра
4.1. Анализ КР, ИК спектров поглощения монокристаллического графита и
пироуглерода в области активности колебательных мод
4.2. Исследование ИК спектров диффузного рассеяния микрокристаллического пироуглерода
4.3. Расчет низкотемпературной спектральной излучательной способности пироуглерода и монокристаллического графита в ИК области спектра
4.4. Разделение объемных и поверхностных оптических свойств пироугле-
рода в модельном приближении
4.5. Определение упругих постоянных образцов пиро- и стеклоуглерода на основе измерения скорости распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн

Глава 5. Исследование in situ оптических и колебательных свойств нанокристаллической модификации углерода и нановолоконных структур
5.1. Исследование КР, РЖ спектров отражения и дисперсии оптических постоянных нанокристаллического стеклоуглерода
5.2. Анализ РЖ спектров диффузного рассеяния нанокристаллического стеклоуглерода
5.3. Расчет низкотемпературной спектральной излучательной способности стеклоуглерода в РЖ области спектра
5.4. Интерференционно - поляризационные исследования нанокристал-лических волокон
Заключение
Литература по диссертации
Приложение

Ввиду термодинамической неравновесности и стохастичности процесса роста фуллеренов и СЫТ возможно срастание нанотрубок различной хиральности и типов, а также - образование отмеченных выше хакелитовых структур [17, 27]. Как показывают прямые наблюдения с помощью туннельного и атомного силового микроскопов, на поверхности фуллереновых и тубулено-вых структур возникают хаотически расположенные вакансии и разорванные связи, границы сросшихся, имеющих различную кривизну поверхностей [6, 7, 29]. Расчеты также показывают, что ахиральные хакелитовые нанотрубки должны быть более стабильными, чем Сбо [24, 29]. Прогнозированное создание сросшихся различной хиральности и размеров СИТ, фуллереновых фрагментов, профилированных разрывов связей - с помощью рентгеновского, лазерного излучений, потоков элементарных частиц высоких энергий в перспективе позволит создавать на основе нанокристаллических структур диодные, транзисторные, логические элементы наноэлектронных устройств и сверхбыстродействующих, суперминиатюрных, но мощных микрокомпьютеров [21, 22, 33].
1.3. Фазовые превращения в конденсированном углероде при
воздействии температуры и давления, переходные формы
Рассмотренная выше трехкомпонентная схема Хаймана — Евсюкова -Кована наряду с гомогенными, однородными модификациями, куда входят аллотропные структуры (алмаз, графит, карбин), включает в себя неоднородные, переходные углерод содержащие системы. Переходные углеродные структуры должны включать в той или иной мере атомы углерода с различным типом гибридизации валентных электронов либо иметь отклонения в строении от идеальной формы благодаря дефектам. Существование переходных форм низкоразмерного конденсированного углерода обусловлено и тем, что между аллотропными формами возможны фазовые переходы при изменении внешних условий [10, 11, 34 - 36].
Искусственный графит получают термомеханической обработкой полимерных и органических веществ в твердой, жидкой и газообразной фазе