Том 6, №1, 2014
РусскийEnglish

ХРОНИКА



ГРАФЕНИКА. МОСКОВСКИЙ СЕМИНАР С.П. ГУБИНА
Буслаева Е.Ю.


ВНИИАлмаз, http://www.vniialmaz.ru/, ООО АкКоЛаб, http://www.akkolab.ru
107996 Москва, Российская Федерация
Институт общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, http://www.igic.ras.ru
117901 Москва, Российская Федерация
eyubuslaeva@inbox.ru

Московский семинар «ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И КРИСТАЛЛ (материал, физика, химия, электроника, фотоника, биомедицинские применения)» под руководством д.х.н., проф. С.П. Губина работает с ноября 2011 года. Семинары проходят раз месяц, в основном, в конференц-зале ВНИИАлмаз на ул. Гиляровского, дом 65. Семинар проводится при поддержке ООО «АкКоЛаб» и ВНИИ «АЛМАЗ». Программы семинаров размещены на сайте: http://www.akkolab.ru. Организаторы семинара видят его как дискуссионную платформу для обсуждения новых идей и концепций, ознакомления с результатами и обмена опытом работы исследователей в бурно развивающейся графенике - междисциплинарной области современной науки. Предполагается издание ежегодного Сборника материалов семинара, создание Программы исследований в этой области с возможным выходом на финансирование. В работе семинара принимают участие сотрудники различных научных учреждений г.Москвы – ИОНХ РАН, ИНЭОС РАН, ИХФ РАН, ИРЭ РАН, НИЦ Курчатовский ин-т, МГУ Химфак, МФТИ, НИЯУ МИФИ, РУДН, ООО «Акколаб», ОАО «ВНИИАЛМАЗ», ООО «Карбонлайт», ОАО «НИИграфит» и др., а также приглашенные сотрудники научных учреждений России, стран СНГ и зарубежья. Аудитория каждого заседания – около полусотни участников. На четырехчасовом заседании с перерывом заслушиваются и обсуждаются 3-4 доклада, обзор новостей, представленные стендовые сообщения.
В журнале РЭНСИТ публикуются полугодовые отчеты о работе семинара: перечень докладов с указанием аффилированных авторов и представленные тезисы докладов.

УДК 061.3


РЭНСИТ, 2014, 6(1):126-128
ПЯТНАДЦАТЫЙ СЕМИНАР, 06.02.2014
1. Дорожкин ПС (к.ф.-м.н.), Шелаев АВ, Кузнецов ЕВ, Тимофеев СВ, Быков ВА (НТ-МДТ, Зеленоград, Москва). Исследования графена на нанометровом уровне комбинированными зондовыми и оптическими методиками.
2. Мельников ВП (к.х.н., ИХФ РАН). Состав газообразных продуктов термического разложения окиси графита. Связь со структурой.
ШЕСТНАДЦАТЫЙ СЕМИНАР, 24.04.14
1. Самойлов ВМ (д.т.н.), Николаева АВ, Данилов ЕА, Трофимова НН, Ерпулева ГА (ОАО «НИИ Графит»). Получение концентрированных водных суспензий малослойных графеновых частиц путем прямой эксфолиации природного графита.
2. Шека ЕФ (д.ф.-м.н., проф.,РУДН), Натканец И (ОИЯИ, Дубна и Познаньский университет), Рожкова НН (ИГ Карельского научного центра РАН), Хольдерна-Натканец К. (Познаньский университет). Восстановленный оксид графена природного происхождения в свете рассеяния нейтронов.
СЕМНАДЦАТЫЙ СЕМИНАР, 29.05.2014
1. Коробов МВ (д.х.н., Химфак МГУ). Термодинамика оксида графита.
2. Башарин АЮ (к.ф.-м.н., ОИВТ РАН), Васильев АЛ, Пресняков МЮ (НИЦ «Курчатовский институт»). Формо- и структурообразование в углероде при фазовых превращениях вблизи тройной точки графит-жидкость-пар (по данным просвечивающей микроскопии высокого разрешения).
ВОСЕМНАДЦАТЫЙ СЕМИНАР, 25.06.2014
1. Фальковский Л.А. (д.ф.-м.н., ИТФ им Л.Д. Ландау РАН). Графен, силлицен, фосфорен… Некоторые итоги и перспективы.
2. МОЛОДЕЦ А.М. (Д.Ф.-М.Н., ИПХФ РАН). ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ СТЕКЛОУГЛЕРОДА ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ УДАРНОГО СЖАТИЯ.

ГРАФЕН, СИЛЛИЦЕН, ФОСФОРЕН... ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Фальковский Леонид А.
Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау
142432 МО, г. Черноголовка, просп. акад. Семенова, д. 1-A
falk@itp.ac.ru
Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина

Большая часть обширной графеновой информации хорошо укладывается в картину "безщелевых дираковских фермионов". Согласно этой картине в точках K зоны Бриллуэна (вершины шестиугольника) имеются две зоны без щели между ними, и электронный спектр в достаточно широкой окрестности волновых векторов можно считать линейным. Для линейности спектра рассматриваемая окрестность должна быть мала по сравнению с размером зоны Бриллуэна, т.е. меньше 108 см, что предполагает не слишком большие концентрации носителй заряда n << 1016 см−2. Идеально чистый графен при нуле температур вообще не должен содержать носителей и уровень Ферми должен отделять зоны проводимости и валентную. Однако, чистый графен приготовить очень трудно, и минимальная концентрация, которую удалось на сегодня получить составляет n ~ 109 см−2. И здесь возникает следующий принципиальный вопрос: в какой мере кулоновское межэлектронное взаимодействие перенормирует исходный линейный спектр и не переходит ли графен в состояние диэлектрика со щелью?
Основными методами изучения металлического состояния являются магнитотранспортные и магнитооптические исследования. В магнитном поле наблюдают эффект Холла – классический и квантовый, поворот плоскости поляризации – эффекты Фарадея (на прохождении света) и Керра (на отражении). Выяснилось, что графен обладает рядом замечательных свойств: на высоких частотах его динамическая проводимость принимает универсальное значение, не зависящее от каких-либо материальных констант, а коэффициент прохождения света прямо дает постоянную тонкой структуры.
Однако, существует практическая необходимость в щелевом материале для целей электроники и этому требованию графен не удовлетворяет. Поэтому популярными являются исследования графенового бислоя, к которому как к конденсатору можно прикладывать постоянное напряжение, создавая тем самым энергетическую щель в спектре. Вместе с тем, в последнее время внимание привлекают такие двумерные структуры, как силлицен и фосфорен, спектр которых является щелевым. Используя особенности строения этих материалов, мы рассмотрим некоторые их свойства.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ СТЕКЛОУГЛЕРОДА ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ УДАРНОГО СЖАТИЯ
Молодец Александр М.

Институт проблем химической физики РАН
142432 МО, г. Черноголовка, просп.акад.Семенова, 1.
molodets@icp.ac.ru

Как известно, одной из аморфных модификаций углерода является проводящий электрический ток стеклоуглерод, основная часть углеродных атомов которого находится в состоянии sp2–гибридизации. В недавней работе [1] сообщается, что под действием высоких статических давлений, превышающих 40 ГПа, атомы углерода обратимо переходят из состояния sp2 в состояние sp3–гибридизации и соответственно стеклоуглерод при изотермическом статическом сжатии обратимо превращается в новый сверхтвёрдый материал - аморфный алмаз. С этими выводами согласуются результаты теоретической работы [2]. Однако среди публикаций, посвящённых превращениям стеклоуглерода при высоких давлениях, имеются работы (см. [3, 4]), в которых не обнаружено заметного изменения типа химической связи между атомами в стеклоуглероде вплоть до 44 ГПа в [3] и до 60 ГПа в [4]. Таким образом, вопрос об изменении гибридизации атомов стеклоуглерода под действием высоких давлений в условиях изотермического сжатия при комнатной температуре требует дальнейших исследований.
Что же касается исследований превращения стеклоуглерода в условиях высоких давлений ударного сжатия, то в доступной литературе такие работы не обнаружены. Вместе с тем известно, что сочетание высоких давлений и температур, присущих динамическому нагружению, позволяет достигать труднодоступные области фазовой диаграммы и в ряде случаев извлекать экспериментальную информацию о процессе образования новых фаз при высоких давлениях и температурах. Одной из экспериментальных методик исследования свойств ударносжатых веществ является методика измерения их электропроводности in situ.
Можно предположить, что гипотетический аморфный углерод в sp3–состоянии является диэлектриком. Если же при ударном сжатии происходит превращение стеклоуглерода, аналогичное [1], то электропроводность стеклоуглерода при давлении перехода скачкообразно понизится. В этой связи в представляемой работе проведены измерения электропроводности ударносжатого стеклоуглерода с целью нахождения области и характера превращения аморфного углерода при высоких давлениях ударного сжатия. Электропроводность образцов стеклоуглерода измерена в условиях ступенчатого ударного сжатия и последующей разгрузки. История ударноволнового нагружения стеклоуглерода рассчитана на основе разработанных полуэмпирических уравнений состояния. Показано, что в фазе сжатия при давлении 45(5) ГПа электропроводность образцов стеклоуглерода скачкообразно уменьшается как минимум на два порядка. В фазе разгрузки происходит частично обратимое изменение электропроводности образца аморфного углерода. Зарегистрированный эффект обсуждается в контексте результатов [1, 3, 4] и истолковывается как следствие частично обратимого физико-химического превращения ударносжатого аморфного углерода.
  • Lin Y, Zhang L, Ho-kwang Mao et al. Phys. Rev. Lett., 2011, 107:175504.
  • Jiang X, Arhammar C, Liu P et al. Scientific Reports, 2013, 3:1.
  • Goncharov AF. Graphite at high pressures: amorphization at 44 GPa. High Press. Res., 1992, 8:607-616.
  • Solopova Na, Dubrovinskaia N, Dubrovinsky L. Appl Phys. Lett., 2013, 102:121909.


Полнотекстовая электронная версия материалов – на вебсайте http://elibrary.ru