Изучение процессов формирования нанографитных материалов

• Автор: Швец, Пётр Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Введение
Глава 1. Свойства, получение и исследование нанографитных плёнок (литературный обзор)

1.1. Аллотропные модификации углерода

1.1.1. Типы гибридизации атомных орбиталей углерода

1.1.2. Углеродные материалы в лр3-гибридизации

1.1.3. Углеродные материалы в яр2-гибридизации

1.1.4. Углеродные материалы в яр1 -гибридизации

1.1.5. Углеродные материалы со смешанной гибридизацией

1.2. Графен

1.2.1. Физические свойства графена и их экспериментальное

исследование

1.2.2. Применение графена
1.2.3. Методы получения графена
1.2.4. Перенос графена на подложки с заданными свойствами
1.3. Анизотропия теплопроводящих свойств тонких графитных плёнок
Глава 2. Техника эксперимента и методы теоретического исследования
2.1. Получение углеродных плёнок
2.1.1. Установка плазмохимического осаждения
2.1.2. Схема и параметры эксперимента
2.2. Изучение структурно-морфологических свойств полученных образцов
2.3. Дифракция рентгеновских лучей с высоким временным разрешением
2.4. Метод моделирования роста графена на различных металлических подложках
2.4.1. Численный расчет параметров кристаллографического соответствия решёток
2.4.2. Определение взаимосвязи параметров синтеза с толщиной графитной плёнки
2.4.3. Влияние температуры синтеза на согласование решёток графена и подложки
Глава 3. Моделирование процессов формирования графита на металлических подложках
3.1. Сравнение данных моделирования и эксперимента
3.2. Расчёт взаимосвязи параметров синтеза графена с толщиной образующегося слоя для некоторых материалов
3.3. Теоретическое изучение возможности формирования графена на различных металлах
Глава 4. Экспериментальное изучение физических свойств и процессов формирования тонких графитных плёнок
4.1. Зависимость морфологии тонкой графитной плёнки от условий синтеза
4.1.1. Формирование наноуглеродных плёнок на никеле
4.1.2. Формирование наноуглеродных тёнок на кремнии
4.2. Формирование массивов углеродных нанотрубок
4.2.1. Схема и параметры эксперимента
4.2.2. Исследования структурно-морфологических характеристик
полученных образцов
4.2.3. Анализ химического состава полученных плёнок
4.2.4. Механизм формирования нанотрубок
4.3. Изучение теплофизических характеристик графитных плёнок нанометровой толщины
4.3.1. Экспериментальные образцы и их характеризация с помощью электронной микроскопии
4.3.2. Данные дифракции рентгеновских лучей с высоким временным разрешением
4.3.3. Качественное описание хода кривой зависимости температуры графита от времени
4.3.4. Теоретическая количественная модель. Расчёт коэффициента
теплопроводности
Заключение
Список публикаций по теме диссертации
Список литературы

1ТО устройства полностью разрушались после того, как были согнуты до 60° (9,5 мм, 1%).
Другой перспективной областью применения графена является создание тонких газонепроницаемых мембран. Такие мембраны могут служить барьером для различных газов и способны удерживать даже такие маленькие атомы, как гелий [63]. Исключительные механические свойства графена позволяют ему выдерживать высокое давление (экспериментально наблюдались значения около 65 бар, рассчитанные по форме пузырей, заполненных газом, рисунок 1.32). Таким образом, графен может быть использован для хранения и разделения газа или для предотвращения утечек в вакуумном оборудовании.
Рисунок 1.32. Графеновый пузырь на поверхности кремния, заполненный
газами SiF4 и Н20 [64].
Графен и оксид графена могут быть использованы как наполнители для
полимеров, что приводит к значительному улучшению их свойств при
низких концентрациях наполнителя: упругости, прочности, электрической
проводимости и термической стабильности. Например, при добавлении всего
0,7 массовых процента оксида графена в поливиниловый спирт (poly(vinyl
alcohol), (PVA)) его прочность на разрыв возрастает на 76%, а модуль Юнга -
на 62% [65]. PVA с добавлением диспергированного восстановленного
оксида графена (7,5% по весу) становится проводником с сопротивлением