КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 19-72-10046
НазваниеЭкспериментальное и численное исследование наноструктурированных материалов на основе графена и его соединений
Руководитель Небогатикова Надежда Александровна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые слова 2D-материалы, наноструктурирование, ионы высоких энергий, квантовые точки, молекулярная динамика, DFT, вертикальные и латеральные гетероструктуры
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В проекте предполагается экспериментально и теоретически развивать направление получения новых наноструктурированных материалов. Под наноструктурированием в данном проекте подразумевается локальное изменение структуры, а также механических, электрических и оптических свойств материала. Такие изменения могут быть реализованы за счёт частичного удаления материала, изменения его геометрии либо изменения стехиометрического состава. Например, в случае графена формирование в нем наноотверстий может приводить к открытию запрещённой зоны. Крайне важно одновременно с формированием подобных антиточек в графене обеспечить особую геометрию (реконструкцию) края отверстий. В противном случае влияние образующихся структурных дефектов будет существенным и, к сожалению, негативно скажется на свойствах модифицируемых плёнок. В настоящее время такая проблема наблюдается для достаточного большого числа различных подходов по формированию пор в одно- и многослойном графене. Определяющая роль, как уже было показано теоретически и экспериментально, принадлежит краевым дефектам. Использование такого уникального воздействия как облучение ионами высоких энергий в сочетании с химической функционализацией графена обеспечивает новый подход не только к получению новых материалов, но и к созданию вертикальных или латеральных гетероструктур из наноструктурированных материалов. Локальное и кратковременное выделения большого количества энергии в треках ионов позволит управлять результатом структурирования путём варьирования энергии в широком диапазоне, изменения толщины материала (или сочетания слоёв в случае гетероструктур) и теплопроводности плёнки (или подложки). Результатом будет существенно разная величина пор (от единиц до десятков нанометров) и степень реконструкции слоёв вплоть до полного замыкания оборванных связей между слоями (так называемые сварные структуры). Для вертикальных гетероструктур будет исследована возможность реконструкции оборванных связей между слоями из разных материалов. Аналогичный по идее подход к локальной модификации свойств может быть реализован другим образом, путём химической функционализации или дефункционализации. Так, например, можно формировать графеновые квантовые точки в диэлектрической матрице фторографена или антиточки из изолирующего гидрированного графена в слое графена. Такой подход решает проблему краевых дефектов. Кроме того, химическая функционализация дефектов в слоях с нанопорами должна работать как дополнительный инструмент управления свойствами наноструктурированного материалами. Ещё один ожидаемый результат связан с развитием методов получения из мультиграфена двумерных алмазоподобных плёнок, когда сочетание обучения и химической функционализации обеспечит переход от sp2- к sp3-гибридизации углеродных атомов и образованию связей между соседними слоями. Таким образом, в данном проекте планируется создание и исследование материалов на основе наноструктурированного графена с возможностью управления их структурой и электрическими свойствами.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ