Изучение электронного строения твердофазных низкоразмерных углеродных структур плазмонным методом

• Автор: Векессер, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор исследований плазмонных колебаний в углеродных материалах.

1.1 Электронное строение низкоразмерных форм углерода

1.1.1 Энергетические зоны в графите

1.1.2 Зоны в карбине.

1.1.3 Электронная и атомная структура нанотрубок.

.г Г Г

1.2 Общие сведения о плазмонных колебаниях.

Объемные и поверхностные плазмоны

1 1 .1 Образование плазмонов..7..V.7.7 Г.....

1.2.2 Объемные плазмоны и их дисперсия.
1.23 Поверхностные плазмоньг. 7........7. .....Зб
1.2.4 Межзонные плазмоны .
1.3 Особенности поведения плазмонов графите и карбине.
и материалах Со сходным атомным упорядочением.
1.3.1 Плазмоны вграфите. .V.7.V.7. 1.3.2 Плазмоны в карбине. 7.
1.3.3 Плазмоны в углеродных нанотрубках.. ...........
1.4 Постановка дели и задач исследования....................
Глава 2,Объекты и методы исследования. .
2.1 Синтез материалов7.7.7 . . ..........
2.2 Методы исследования................
2.2.1 Оптические методы 7 7 77 А.77IV
2.2.2 Метод характеристических потерь энергии электронами ХПЭЭ...
2.2.3 БйСателлитьГ 7 ... .
. 7 . Гу .
3 Г НГ.5. . .4
Глава 3. Исследования низкоразмерных углеродных
материалов плазмонными методами.
3.1 Пространственная дисперсия п и япсгплазмонов в графите.
3.1.1 Упругий пик в спектре ХПЭЭ
3.1.2 Экспериментальные результаты изучения плазмонов
3.1.3 Экспериментальные результаты изучения яаплазмонов.
3.2 Сателлитные рентгенофотоэлектронные спектры квазиодномерных углеродных материалов
3.2.1 Предварительные замечания.
3.2.2Сатллитные спектры гюлиЫнилиденфторйда.
3.2.3 Эисателлиты в карбиноидах 77 7 7 7 7.
3.3 Изучение плазмонов вкарбиноидах оптичским методом . ..7.7....
. ч . , у Л
Глава 4. Обсуждение результатов.7.7.7.7.7.77.8о
4.1 Моделирование процесса затухания плазмонов у
в конденсированном углероде. Модель Максвелла Лбренда.7..
42 Феноменологическое описание лнтплазм6н6в в графите.
4.3 Закономерности проявления плазмоновв конденсированном углероде.
4.3.1 Предварительные замечания.. .V. т.
4.3.2 Форма спектровхарактеристичскихчютерь 1а.
на прострел в графите й алмазе....
4.3.3 Связь энергии плазмоновс плотностьюЛ.7..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ .
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Исследованы закономерности гтлазмбнной дисперсий в кристаллическом графитеон выступаеткак тестобъект при многих экспериментах методом характеристических потерь энергии электронов, а также квазиодйомерные углеродные матр1Ш1ы бинбиды. О. . Графит являясь термодинамически стабильной формой тврдогоуглерода представляется1 родоначальником большого классауглродньтхлвещсств с неупорядоченным или нарушенным атомным строением, но слоевой упаковкой атомов углерода 3, 6, 7. К этому классу добавились каркасные углеродные структуры тубулены, у которьгх графитовый слой такжеявляется составляющим элементом конструкции По этой при чйнподробное изучение плазмонных возбуждений в графите представляет основу для понимания аналогичных процессов в углеродных структурах. Синтез и исследование свойств графена является актуальной задачей сегодняшней прикладной химии. Одномерный углерод карбин и карбиноподобные материалы имеет перспективы практического использования в оптике, микроэлектронике, ме . Он является также хорошим объектом для проверки новых представлений об одномерном состоянии углерода, предсказания физикохимических свойств одномерных кристаллов. Первые образцы карбинабыл иполучены вконце V. Институте элсментоорганических соединений им. АЖНесмеянова1 РАН 91В последние годы интерес к квазйодномрным структурамконденсированного углерода карбиноидам возрастает. Однако основные черты применяемых в настоящее время методовхимического чсйктзакарбйнбидов1были описаны еще первооткрывателями Харбина Это химический синтез йз,полйвинилйденфторида ПВДФ . ЧиМ1 Г. П.Н . ПЬЦ. Г1 п. ЛС1 Наиболее общим признаком появления плазмонных коллективных колебаний является смена знака показателя преломления1 вещества при некоторой частоте энергии возбуждения. Электромагнитная волнаилипоток заряженных частиц с частотой, соответствующей условию п0, возбуждает в материале продольные коллективные колебания гусг. Д та. Изучение плазмонных колебаний валентных электронов в. Основная цель настоящей диссертационной работы заключается в сравнении электронных структур в. У . Ш0Йд6в на поверхности ПВДФ Объектом сравнения служил образец сильно ориентированного пирографита1 . Я х. Научная новизна работы . Научное и прикладное значение работы заключается в разработке основ прикладной плазмоники применительно к конденсированному углероду низкой размерности. Полученная в ходе выполнения диссертационной работы совокупность экспериментальных данных может быть использована для контроля состояния углеродных систем низкой размерности в процессе химикотехнологических превращений. Предложен метод определения локальной плотности углеродных материалов, в том числе ианоскопических размеров, путем исследования плазмонов. Работа подкреплена грантами губернатора Челябинской области П. Т. . СШС ГО г К1 О1. Основные положения диссертацийвынбсймы на . ГчЧЖОССС Х. М.. М . Цч . Публикации и апробации работы. Основные результаты, полученные в диссертационной работе, опубликован в печатныхработах из нйх 2 в журналах, которые по решению ВАК включены в перечень ведущих рцен1 зируемых научных журналов. VIII научной конференции ВНКСФ, г. Екатеринбург, I Международной конференции Углерод фундаментальные проблемы науки, материаловедение, . Москва. Международной научнотехнической школы конференции Молодые ученые науке, технологиям непрофессиональному образованию, г. Москва, III Республиканской конференции по физической электронике, г. Ташкент, IX. ВНКСФ,. Звенигород, . Международной . Углерод фундаментальные проблемы, науки, материаловедение, технология, Москва, Первой международной научной конфрсн1 ции Наноструктурные материалы Бел ару сь10 сси яУ к рай а НАНО Минск, УСтаверовскйх чтениях5 Ультрадисперсные порошки. Красноярск 7 Всероссийская научная конференция Керамика и композиционные. Сыктывкар. Члябинского государственного педагогического унйверситетас . Неорганические, материалы статья Байтингера Е. М.у Векссер НА. Ковалева ИН и др. Структура многословых углеродных4на. Ы лгуи и. Благодарности. Е.М. Байтин еру, а также профессорам Л. А. Песину и В.