Особенности трансформации наноалмазов при отжиге

• Автор: Сиклицкая, Александра Вадимовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Цель работы, задачи работы, объект исследования
Научная новизна работы
Практическая значимость работы.
Научные положения, выносимые на защиту
Апробация работы, публикации, личный вклад автора,
структура и объем диссертации
Содержание работы
Первая глава
Вторая глава
Третья глава
Четвертая глава
Заключение
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И КРАТКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ И

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ
1-1. Литературный обзор

Краткое описание методов и используемых программных продуктов
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

2.1. Определение размера нанокристалла алмаза с помощью
анализа рамановского спектра
2.2. Разогрев наноалмаза в вакууме при поглощении фотонов
ультрафиолетового спектрального диапазона: оценка
температуры
2.3. Оценка времен релаксации разогретого нанокристалла алмаза
в исходное состояние
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА 46 ОТЖИГА НАНО АЛМАЗА
3.1.2. Результаты моделирования отжига наноалмазов при различных 48 температурах: зависимость формы и внутренней структуры кластера от температуры
3.1.3. Динамика изменения аллотропного состава нанокластеров в 54 зависимости от температуры

3.1.1. Задание начальных условий.

3.2. Исследование устойчивости спиральных наночастиц
ГЛАВА 4. СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА СЛОИСТЫХ
СФЕРИЧЕСКИХ УГЛЕРОДНЫХ ЧАСТИЦ
4.1. Статистический анализ межатомных связей и межслоевых
расстояний в спиральной углеродной луковичной структуре с переменным шагом
4.1.1. Изменение статистики распределения валентных углов в
спироиде после оптимизации методом функционала плотности
4.1.2 „
Модель спиральной углеродной наночастицы с переменным
шагом.
4-1.3. „
Сравнение модели спиральной углеродной наночастицы с
экспериментом по прямому измерению зависимостей
радиального расстояния до центра наночастицы от
межслоевого расстояния.

Анализ формы линии наиболее интенсивного Брэгговского
пика от слоистых сферических углеродных частиц. Выявление
асимметрии разложением экспериментальной зависимости на
сумму Лоренцианов и Гауссианов.
Экспериментальные зависимости рентгеновской дифракции в области наиболее интенсивного Брэгговского пика
4.2.2. Разложение экспериментальной зависимости интенсивности

не сильно отличается от аналогичной зависимости, приведенной в работе [2]. Из-за искажений решетки в нанокристаллах алмаза малых размеров, использовалось значение параметра w»20 см'1, что несколько превышает значение этого параметра, использовавшегося в работе [2]. На Рис.5 приведена зависимость максимума расчетного выражения (2.1.1) от размера нанокластера алмаза. Видно, что области, в которой на экспериментальной кривой находится полка, - 1326 см'1 соответствует расчетная кривая с размером нанокластера 1.3 нм. Поэтому для моделирования был выбран нанокластер алмаза этого размера. Из литературы известно, что наиболее распространенная форма огранки нанокластера алмаза - плоскости {111}. Как показывает оценка, такой нанокристалл содержит 175 атомов углерода. Кроме того, вывод о том, что в Борискинском метеорите присутствуют нанокристаллы алмаза размером 1.3-1.4 нм подтверждается другими экспериментальными данными [19]. Таким образом, в качестве объекта для отжига может выступать нанокластер алмаза, размером 1.3 нм, ограненный плоскостями {111}. Поэтому был выбран кластер этого размера, а не размера
1.4 нм, поскольку отжиг кластера размера 1.4 нм уже исследовался другими группами (см. литературный обзор, приведенный выше).
2.2. Разогрев наноалмаза в вакууме при поглощении фотонов ультрафиолетового спектрального диапазона: оценка температуры
Здесь оценивается температура разогрева и время излучательной релаксации нанокристалла алмаза в исходное состояние. Расчет производится на примере наноалмазов, присутствующих в межзвездной среде, при их облучении ультрафиолетовыми фотонами. Известно, что люминесценция в видимом и ультрафиолетовом диапазонах спектра запрещена правилами отбора для “бездефектного” массивного нелегированного алмаза [17]. Известно также, что в нелегированных наноразмерных алмазах люминесценция не наблюдается в лабораторном