ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2023, №11
Особенности применения перспективных катализаторов из аморфного сульфида
молибдена при создании фотокатодов
p-Si и pn-Si для получения водорода
в кислотном растворе
В. Н. Неволин, О. В. Рубинковская, Д. В. Фоминский,
Р. И. Романов, В. Ю. Фоминский
Исследовано химическое состояние каталитических слоев MoSx и интерфейсов с кремнием p-типа проводимости (p-Si) и кремния с p-n-переходом (pn-Si) на различных этапах подготовки и функционирования фотокатодов. Образующийся на интерфейсе оксидный слой SiOx заметно подавлял фототок для катодов p-Si, однако его удаление в растворе HF обеспечивало высокие фототоки, превышающие при нулевом потенциале величины, характерные для катодов pn-Si. Исследования энергетических зон показали, что на всех этапах (после формирования фотокатода, пред- и постобработки в растворах кислот) конфигурация энергетических зон для фотокатодов p-Si и np-Si обеспечивала перенос зарядов для эволюции водорода по Z-схеме. Различие в характеристиках фотокатодов p-Si и pn-Si было обусловлено возможной зависимостью фотонапряжения в поверхностном слое p-Si от состояния интерфейса с пленкой-катализатором, что не оказывало влияния на фотонапряжение в pn-Si.
Ключевые слова: аморфный сульфид молибдена, кремний, фотокатод, гетероструктура, химическое состояние, интерфейс, выделение водорода.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-5-15
Неволин Владимир Николаевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Москва, 115409, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области физики тонких пленок и наносистем. E-mail: vnnevolin@mephi.ru.
Рубинковская Оксана Владимировна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, Москва, Каширское ш., 31), аспирант, специалист в области получения и исследования полупроводниковых катализаторов на основе халькогенидов переходных металлов. E-mail: ovrubinkovskaya@mephi.ru.
Фоминский Дмитрий Вячеславович — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Москва, 115409, Каширское ш., 31), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области импульсного лазерного осаждения тонких пленок и наноструктур. E-mail:
dmitryfominski@gmail.com.
Романов Роман Иванович — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Москва, 115409 Каширское ш., 31), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области физико-химических методов получения и исследования тонкопленочных структур различного функционального назначения. E-mail: limpo2003@mail.ru.
Фоминский Вячеслав Юрьевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Москва, 115409, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области физики тонких пленок, наноструктур и пучковых технологий модифицирования поверхности. E-mail: vyfominskij@mephi.ru.
Неволин В.Н., Рубинковская О.В., Фоминский Д.В., Романов Р.И., Фоминский В.Ю. Особенности применения перспективных катализаторов из аморфного сульфида молибдена при создании фотокатодов p-Si и pn-Si для получения водорода в кислотном растворе. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 5 – 15. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-5-15
Криогенно-структурированный
миметик внеклеточного матрикса
на основе концентрированного коллагенсодержащего раствора
Ю. Б. Басок, А. М. Григорьев, В. И. Лозинский,
Л. А. Кирсанова, В. К. Кулакова, Е. А. Подорожко,
И. А. Новиков, В. И. Севастьянов
Получен новый макропористый криогенно-структурированный биомиметик внеклеточного матрикса (ВКМ) на основе коммерчески доступного концентрированного коллагенсодержащего раствора и оценена возможность его применения в тканевой инженерии. Губчатый коллагенсодержащий материал получали последовательным замораживанием концентрированного коллагенсодержащего раствора, его последующей лиофилизацией и химическим дублением — обработкой спиртовым раствором карбодиимида. Морфология криоструктурированного многокомпонентного коллагенсодержащего материала была изучена методами оптической и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием лантаноидного контрастирования. Цитотоксичность матрицы исследовали на культуре мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани человека (МСК ЖТч). Адгезию и пролиферацию МСК ЖТч на поверхности матрикса изучали на 7 сутки культивирования. Компрессионный модуль упругости полученного коллагенсодержащего материала в набухшем в воде состоянии составил 35,3±2,2 кПа, общая водоудерживающая способность материала — 45,80 ± 0,46 мл/г полимера, а степень набухания стенок макропор — 3,99 ± 0,31 мл/г. При СЭМ исследовании и гистологическом окрашивании гематоксилином и эозином на поверхности и поперечном срезе диска наблюдали широкопористую структуру. Поры в верхней части крупнее (средний диаметр не менее ~ 30 мкм), чем поры в нижней части губки (средний диаметр не более ~ 30 мкм) в связи с возникновением вертикального градиента температуры. Матрица не обладала цитотоксичностью относительно МСК ЖТч. В образце наблюдали активную пролиферацию МСК ЖТч на поверхности матрикса. Отсутствие цитотоксичности и способность поддерживать адгезию и пролиферацию МСК ЖТч указывают на возможность использования криогенно-структурированного биомиметика внеклеточного матрикса в тканевой инженерии и регенеративной медицине.
Ключевые слова: коллагенсодержащий раствор, криоструктурирование, внеклеточный матрикс, миметик, клеточный носитель, тканевая инженерия, регенеративная медицина.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-16-27
Басок Юлия Борисовна —Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова, Министерства Здравоохранения Российской Федерации (123182, Москва, ул. Щукинская, 1), доктор биологических наук, заведующий отделом биомедицинских технологий и тканевой инженерии специалист в области биоматериаловедения, тканевой инженерии, регенеративной медицины и систем доставки лекарственных веществ. E-mail: bjb2005@mail.ru.
Григорьев Алексей Михайлович — Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова, Министерства Здравоохранения Российской Федерации (123182, Москва, ул. Щукинская, 1), кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, специалист в области тканевой инженерии и регенеративной медицины. E-mail: bear-38@yandex.ru.
Лозинский Владимир Иосифович — Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (119991, Москва, ул. Вавилова, д. 28, стр. 1), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией криохимии (био)полимеров; Казанский (Приволжский) Федеральный Университет (420008, Казань, ул. Кремлёвская, 18), ведущий научный сотрудник кафедры микробиологии. E-mail: loz@ineos.ac.ru.
Кирсанова Людмила Анфилофьевна — Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова, Министерства Здравоохранения Российской Федерации (123182, Москва, ул. Щукинская, 1), старший научный сотрудник, специалист в области в области тканевой инженерии и регенеративной медицины. E-mail: lyudochkakirsanova@mail.ru.
Кулакова Валентина Кирилловна — Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (119991, Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1), младший научный сотрудник лаборатории криохимии (био)полимеров. E-mail: kulakova@ineos.ac.ru.
Подорожко Елена Анатольевна — Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (119991, Москва, ул. Вавилова, 28, стр. 1), кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории криохимии (био)полимеров. E-mail:
epodorozhko@mail.ru.
Новиков Иван Александрович — Научно-исследовательский институт глазных болезней имени М.М. Краснова (119021, Москва, ул. Россолимо 11А, Б), старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных исследований в офтальмологии, специалист в области сканирующей электронной микроскопии. E-mail: ivan.a.novikov@gmail.com.
Севастьянов Виктор Иванович — АНО Институт медико-биологических исследований и технологий (123557, Москва, Б. Тишинский пер., 43/29, стр. 2), директор; Национальный медицинский исследовательских центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова, Министерства Здравоохранения Российской Федерации (Москва, 123182, ул. Щукинская, 1), доктор биологических наук, профессор, главный специалист отдела подготовки научных и медицинских кадров; специалист в области биоматериаловедения, тканевой инженерии, регенеративной медицины, систем доставки лекарственных веществ. E-mail: viksev@yandex.ru.
Басок Ю.Б., Григорьев А.М., Лозинский В.И., Кирсанова Л.А., Кулакова В.К., Подорожко Е.А., Новиков И.А., Севастьянов В.И. Криогенно-структурированный миметик внеклеточного матрикса на основе концентрированного коллагенсодержащего раствора. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 16 – 27. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-16-27
Исследование перспективных углеродных
сорбентов полученных методом
высокотемпературной активации в процессах
очистки водных растворов от красителей
Э. С. Мкртчян, А. А. Попова, И. Н. Шубин
Определена сорбционная способность высокопористого углеродного материала, полученного при реализации двух вариантов активации — высокотемпературной щелочной активации и активации с дополнительной обработкой материала паром. В результате полученный активированный высокопористый углеродный материал обладал удельной поверхностью 2600 – 2700 м2/г и объемом пор более 1,3 см3/г. Была установлена высокая сорбционная активность по отношению к органическим красителям — метиленовому синему (карбонизат = 1075 мг/г; АУ-1 = 1865 мг/г; АУ-2 = 2010 мг/г) и солнечному закату (карбонизат = 66 мг/г; АУ-1 = 934 мг/г; АУ-2 = 972 мг/г). Определено время наступления сорбционного равновесия для исследуемых сорбентов от 15 до 30 мин. Полученные кинетические данные были обработаны моделями псевдо-первого и псевдо-второго порядка, Еловича и внутричастичной диффузии. Модель псевдо-второго порядка имеет наиболее высокие коэффициенты детерминации R2 (при удалении молекул метиленового синего красителя: АУ-2 R2 = 1; АУ-1 R2 = 1; карбонизата R2 = 0,9999; при удалении молекул красителя солнечного заката: АУ-2 R2 = 1; АУ-1; R2 = 0,9999; карбонизата R2 = 0,9994). Установлено, что между молекулами красителей и функциональными группами сорбента возникает химическое взаимодействие. Установлено, что активированный углеродный материал может являться высоко эффективным поглотителем органических поллютантов из водных растворов.
Ключевые слова: активированный углеродный материал, адсорбция, углеродный сорбент, высокотемпературная активация.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-28-38
Мкртчян Элина Сааковна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), младший научный сотрудник, специалист в области процессов сорбции. E-mail: elina.mkrtchyan@yandex.ru.
Попова Алена Алексеевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), АО “ПРОГРЕСС” (398902, Липецк, ул. Ангарская, 2), кандидат технических наук, специалист в области химических технологий и нанотехнологий. E-mail: alyona.popova.93@list.ru.
Шубин Игорь Николаевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский государственный технический университет” (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, специалист в области химических технологий и нанотехнологий. E-mail: i.shubin77@yandex.ru.
Мкртчян Э.С., Попова А.А., Шубин И.Н. Исследование перспективных углеродных сорбентов, полученных методом высокотемпературной активации в процессах очистки водных растворов от красителей . Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 28 – 38. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-28-38
Новые материалы на основе природных кремнийсодержащих минералов
и их использование для ремедиации
загрязненных углеводородами почв
Е. А. Бочарникова, Д. В. Демин, В. В. Матыченков
Исследовано влияние разных режимов термической обработки цеолита, диатомита и мергеля на их эффективность в качестве источника активных форм кремния. Показано, что термическая обработка минералов при 500 – 700 °С обеспечила резкое увеличение содержания активных форм кремния. Наибольшее увеличение происходило при нагревании при 500 °С в течение 30 мин и при 700 °С в течение 15 мин. Дальнейшее повышение температуры до 1000 °С или увеличение времени обработки свыше 15 минут при температуре 700 °С снижало содержание активных форм кремния. В условиях вегетационного эксперимента на песке, загрязненном смесью отработанного машинного масла и дизельного топлива, внесение термически активированного мергеля (препарат EcoFlora) способствовало снижению содержания нефтяных углеводородов в грунте с 3 до 0,5 масс. % в течение 4-х недель. Кроме того, наблюдалось усиление устойчивости пшеницы к токсическому воздействию углеводородов, что выражалось в увеличении количества проросших семян (с 35 % до 85 %), биомассы растений (на 200 – 500 %) и содержания фотосинтетических пигментов в листьях пшеницы (на 20 – 40 %).
Ключевые слова: загрязнение, кремний, пшеница, углеводороды, термическая обработка.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-39-48
Бочарникова Елена Афанасьевна — Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук. Федеральный исследовательский центр Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук (Пущино, 142290, ул. Институтская, 2); Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии почв. E-mail:
mswk@rambler.ru.
Демин Дмитрий Викторович — Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук. Федеральный исследовательский центр Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук (Пущино, 142290, ул. Институтская, 2), кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии почв и биотехнологических процессов переработки отходов, E-mail: mswk@rambler.ru.
Матыченков Владимир Викторович — Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук. Федеральный исследовательский центр Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук (Пущино, 142290, ул. Институтская, 2), доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области химии почв и физиологии растений. E-mail: vvmatichenkov@yandex.ru.
Бочарникова Е.А., Демин Д.В., Матыченков В.В. Новые материалы на основе природных кремнийсодержащих минералов и их использование для ремедиации загрязненных углеводородами почв. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 39 – 48. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-39-48
Получение и исследование in situ
композиционного материала
“хитозан – диоксид титана”
для сельского хозяйства
А. С. Баикин, А. А. Мельникова, К. С. Сергеева,
А. С. Барышев, Р. В. Победоносцев, М. А. Каплан,
Д. Д. Баранова, В. М. Андреевская,
С. В. Железова, А. Г. Колмаков, М. А. Севостьянов
Получены гранулы композиционного материала “хитозан – диоксид титана” с различным содержанием наночастиц диоксида титана для сельскохозяйственного применения. Средний диаметр гранул составил 35 мм. Показано, что изменение концентрации наночастиц диоксида титана в композиционном материале в изученных рамках не влияет на структуру его поверхности. Проведены эксперименты in situ на семенах огурца посевного (Cucumis sativus). Отмечено, что в течение первых трех недель композиционный материал оказывает ингибирующее влияние на рост растения, а далее, после начала растворения гранул, — ростостимулирующее. Наилучшие показатели роста наблюдали при добавлении в почву двух гранул композиционного материала с отношением хитозана к диоксиду титана 3 к 1. Сделан вывод, что полученные гранулы композиционного материала “хитозан – диоксид титана” могут оказывать положительное влияние на процессы роста и формирования растения.
Ключевые слова: хитозан, диоксид титана, композиционный материал, сельское хозяйство, биопротектор, in situ, Cucumis sativus.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-49-56
Баикин Александр Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов, полимерных композиционных материалов. E-mail: baikinas@mail.ru.
Мельникова Александра Андреевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49); Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), старший лаборант, специалист в области полимерных композиционных материалов. E-mail: alsomiller@gmail.com.
Сергеева Ксения Сергеевна — Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), технолог, специалист в области физиологии и биотехнологии растений. E-mail: ponydero@mail.ru.
Барышев Алексей Сергеевич — Федеральный исследовательский центр “Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук” (ИОФ РАН), Россия, Москва, ул. Вавилова, д. 38), кандидат технических наук, и.о. младшего научного сотрудника, специалист в области лазерной физики, исследований физических и химических свойств наночастиц, нанотехнологий. E-mail: aleksej.baryshev@gmail.com.
Победоносцев Роман Вадимович — Федеральный исследовательский центр “Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук” (ИОФ РАН, Россия, Москва, ул. Вавилова, 38), младший научный сотрудник, специалист в области наночастиц, плазмо-активированной воды (PAW), физиологии и биотехнологии растений. E-mail: pobedonoscevroman@rambler.ru.
Каплан Михаил Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов медицинского назначения, порошковой металлургии. E-mail: misha279@yandex.ru.
Баранова Диана Дмитриевна — Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), cтарший лаборант-исследователь, специалист в области физиологии и биотехнологии растений. E-mail: nikaandreevskai@yandex.ru.
Андреевская Вероника Максимовна — Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), младший научный сотрудник, специалист в области физиологии и биотехнологии растений. E-mail: nikaandreevskai@yandex.ru.
Железова Софья Владиславовна — Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физиологии и биотехнологии растений. E-mail: soferrum@mail.ru.
Колмаков Алексей Георгиевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, доктор технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области композиционных материалов и наноматериалов. E-mail: imetranlab10@mail.ru.
Севостьянов Михаил Анатольевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49); Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии (143050, Московская область, Одинцовский район, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, владение 5), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области композиционных материалов и наноматериалов. E-mail: cmakp@mail.ru.
Баикин А.С., Мельникова А.А., Сергеева К.С., Барышев А.С., Победоносцев Р.В., Каплан М.А., Баранова Д.Д., Андреевская В.М., Железова С.В., Колмаков А.Г., Севостьянов М.А. Получение и исследование in situ композиционного материала “хитозан – диоксид титана” для сельского хозяйства. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 49 – 56. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-49-56
Синтез и магнитные гистерезисные
свойства порошкового изотропного
магнитотв¸рдого сплава Fe – 30 Cr – 20 Co, легированного алюминием
А. С. Устюхин, В. А. Зеленский, И. М. Миляев, М. И. Алымов,
А. А. Ашмарин, А. Б. Анкудинов, К. В. Сергиенко
Методом порошковой металлургии получены магнитотвердые сплавы Fe – 30 Cr – 20 Co, легированные 1 масс. % алюминия. Использованы 2 разных способа легирования: элементный порошок алюминия и железо-хром-алюминиевая лигатура. Исследована плотность образцов, введение добавок алюминия увеличивает пористость материала с 2 – 3 % до 4,5 – 7 %. Наибольшую пористость наблюдали при использовании лигатуры. Обнаружены различия в пористой структуре после спекания при одинаковых условиях в зависимости от источника алюминия. При использовании лигатуры поры имеют разветвленную форму, что указывает на неполное спекание. При использовании элементного порошка алюминия, поры распределены более равномерно, а их форма становится ближе к сферической. Согласно результатам рентгено-фазового анализа при использовании лигатуры после полного цикла обработки в материале присутствуют следы немагнитных γ- и σ-фаз. Показано, что легирование алюминием сплава Fe – 30 Cr – 20 Co не приводит к повышению значений магнитных свойств, а использование лигатуры вызывает снижение магнитных свойств, главным образом — остаточной индукции Br. Исследованные в работе сплавы оказались чувствительными к условиям термической обработки. Наилучшие показатели магнитных свойств при использовании лигатуры:Br = 0,66 Тл, коэрцитивная сила Нс = 43,2 кА/м и максимальное энергетическое произведение (BH)max = 10,2 кДж/м3; а при использовании элементного порошка: Br= 0,85 Тл, Нс = 46,7 кА/м и (BH)max = 15,1 кДж/м3. Исследованные в работе сплавы при испытаниях на сжатие деформировались без разрушения вплоть до максимальной степени деформации ε = 17,5 – 20 % и показали высокие значения предела текучести σ0,2 = 1050 – 1250 МПа.
Ключевые слова: порошковая металлургия, Fe – Cr – Co сплавы, пористость, термическая обработка, магнитные гистерезисные свойства, механические свойства.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-57-68
Устюхин Алексей Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, cпециалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: fcbneo@yandex.ru.
Зеленский Виктор Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, cпециалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: zelensky55@bk.ru.
Миляев Игорь Матвеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, cпециалист в области материаловедения и магнитотвердых материалов. E-mail: imilyaev@mail.ru.
Алымов Михаил Иванович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (142432, Московская обл, г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, д. 8), директор Института, чл.-корр. РАН, доктор технических наук, cпециалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: alymov.mi@gmail.com.
Ашмарин Артем Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), заведующий лабораторией, кандидат технических наук, cпециалист в области рентгеноструктурных исследований. E-mail: ashmarin_artem@list.ru.
Анкудинов Алексей Борисович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), старший научный сотрудник, cпециалист в области порошковой металлургии и наноматериалов. E-mail: a-58@bk.ru.
Сергиенко Константин Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, cпециалист в области металлургии титановых сплавов. E-mail: shulf@ya.ru.
Устюхин А.С., Зеленский В.А., Миляев И.М., Алымов М.И., Ашмарин А.А., Анкудинов А.Б., Сергиенко К.В. Синтез и магнитные гистерезисные свойства порошкового изотропного магнитотвердого сплава Fe – 30 Cr – 20 Co, легированного алюминием. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 57 – 68. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-57-68
Модифицирование пленок поливинилтриметилсилана в плазме
тлеющего разряда переменного тока
А. В. Зиновьев, М. С. Пискарев, A. Б. Гильман,
Е. А. Скрылева, Б.Р. Сенатулин, А. К. Гатин,
Д. А. Сырцова, В. В. Тепляков, A. A. Kузнецов
Исследован процесс поверхностного модифицирования пленок поливинилтриметилсилана под воздействием низкотемпературной плазмы, генерируемой разрядом переменного тока пониженного давления частотой 40 кГц с рабочим газом фильтрованным атмосферным воздухом. Установлено, что под действием плазмы поверхность образцов приобретала устойчивое свойство гидрофильности. Химическая структура исходной и модифицированной пленок исследована методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), а морфология — методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Показано, что воздействие разряда приводит к увеличению шероховатости поверхности и образованию на поверхности слоя SiOх, однако в меньшей степени, чем при обработке в разряде постоянного тока. Изучение газотранспортных свойств модифицированных образцов показало, что селективность по паре O2/N2 оказывается несколько ниже, чем у пленок, обработанных в плазме постоянного тока, но при этом наблюдается большая стабильность параметров газоразделения во времени.
Ключевые слова: поливинилтриметилсилан, поверхностная модификация, низкотемпературная плазма, разряд частотой 40 кГц, гидрофильность, рентгенофотоэлектронная спектроскопия, атомно-силовая микроскопия, SiOx селективность, газопроницаемость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-69-79
Зиновьев Александр Владимирович — Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (Москва, 117393, ул. Профсоюзная, 70), аспирант.
Пискарев Михаил Сергеевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (Москва, 117393, ул. Профсоюзная, 70), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области полимерных материалов и плазмохимии.
Гильман Алла Борисовна — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (Москва, 117393, ул. Профсоюзная, 70), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, доцент, специалист в области полимерной химии и плазмохимии. E-mail: plasma@ispm.ru, gilmanab@gmail.com.
Скрылева Елена Александровна — Национальный исследовательский технологический университет МИСиС (Москва, 119049, Ленинский проспект, 4), ведущий инженер, специалист в области РФЭС.
Сенатулин Борис Романович — Национальный исследовательский технологический университет МИСиС (Москва, 119049, Ленинский проспект, 4), инженер, специалист в области РФЭС.
Гатин Андрей Константинович — Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области морфологии полимеров и АСМ.
Сырцова Дарья Александровна — Институт нефтехимического синтеза
им. А.В. Топчиева Российской академии наук (Москва, 119991, Ленинский проспект, 29), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии полимеров и мембранных процессов.
Тепляков Владимир Васильевич — Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (Москва, 119991, Ленинский проспект, 29), профессор, доктор химических наук, специалист в области химии полимеров и мембранных процессов.
Кузнецов Александр Алексеевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (Москва, 117393, ул. Профсоюзная, 70), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области полимерной химии.
Зиновьев А.В., Пискарев М.С., Гильман A.Б., Скрылева Е.А., Сенатулин Б.Р., Гатин А.К., Сырцова Д.А., Тепляков В.В., Kузнецов A.A. Модифицирование пленок поливинилтриметилсилана в плазме тлеющего разряда переменного тока. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 69 – 79. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-69-79
Методы исследования электрофизических характеристик эпитаксиальных слоев твердых растворов типа n/p-InxGa1–xAs для приборных структур большой площади
Н. Д. Платонов, А. А. Лебедев, В. Л. Матухин,
А. А. Смирнов, А. Ф. Иванов
Проведен поиск оптимальной методики исследования электрофизических характеристик тонких полупроводниковых слоев типа n/p-InxGa1–xAs с различным уровнем легирования. Основная задача — измерение основных электрофизических характеристик различными способами: удельного сопротивления (проводимости), концентрации основных носителей заряда, зависимость основных электрических параметров от типа и уровня легирования и их сравнение. На примере полученных методом МОС-гидридной эпитаксии твердых растворов In0,01Ga0,99As p- и n-типов рассмотрена предложенная методика исследования основных электрофизических характеристик эпитаксиальных слоев с учетом оценки однородности на образцах большой площади. Приведено сопоставление результатов, полученных различными методами: фотолюминесценции, бесконтактного измерения поверхностного сопротивления (индуктивный метод), Ван-дер-Пау (эффект Холла) и вольтфарадного (электрохимического профилирования (ЭХП), методы in situконтроля. На основе анализа полученных результатов и сравнения с литературными данными сделаны выводы о необходимости, достаточности и взаимодополнении методов контроля и исследования полупроводниковых эпитаксиальных структур.
Ключевые слова: фотоэлектрический преобразователь (ФЭП), полупроводниковые слои, эпитаксиальный слой (ЭП), удельное сопротивление, удельная проводимость, концентрация основных носителей заряда (ОНЗ), уровень легирования.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-80-91
Платонов Николай Дмитриевич — ФГБОУ ВО “Казанский Государственный Энергетический Университет” (Казань, 420066, ул. Красносельская 51), аспирант, специализируется в области физики полупроводников. E-mail: nickiplatonov@gmail.com.
Лебедев Андрей Александрович — АО “Научно-производственное предприятие “Квант” (Москва, 129626, 3-я Мытищинская улица, 16, стр. 26), начальник отдела АО “НПП “Квант”; НИТУ “МИСиС” (119049, Москва, Ленинский проспект, 4, стр. 1), старший преподаватель кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников, специалист в области создания перспективных ФЭП космического назначения. E-mail: lebedev_aa@npp-kvant.ru.
Матухин Вадим Леонидович — ФГБОУ ВО “Казанский Государственный Энергетический Университет” (Казань, 420066, ул. Красносельская 51), доктор физико-математических наук, профессор кафедры “физика” ФГБОУ КГЭУ, специалист в области спектроскопии ядерного квадрупольного резонанса. E-mail: matukhinvl@mail.ru.
Смирнов Александр Андреевич — АО “Научно-производственное предприятие “Квант” (Москва, 129626, 3-я Мытищинская улица, 16, стр. 26), инженер-технолог 1 категории АО “НПП “Квант”, специалист в области создания перспективных ФЭП космического назначения. E-mail: smirnov_aa@npp-kvant.ru.
Иванов Александр Федорович — ФГБОУ ВО “Казанский Государственный Энергетический Университет” (Казань, 420066, ул. Красносельская 51), аспирант, специализируется в области физики полупроводников. E-mail: ivanovaleksandrf@yandex.ru.
Платонов Н.Д., Лебедев А.А., Матухин В.Л., Смирнов А.А., Иванов А.Ф. Методы исследования электрофизических характеристик эпитаксиальных слоев твердых растворов типа n/p-InxGa1–xAs для приборных структур большой площади. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 80 – 91. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-80-91
Идентификация примесей в диборане
методом хромато-масс-спектрометрии
А. Ю. Созин, О. Ю. Чернова, Т. Г. Сорочкина
Впервые с использованием метода хромато-масс-спектрометрии исследован примесный состав диборана, синтезированного по реакции гидрирования хлорида бора. Для разделения примесей исследованы возможности применения капиллярных колонок GS-GasPro 60 м ´ 0,32 мм с силикагелем в качестве сорбента, GS-CarbonPLOT 25 м ´ 0,32 мм ´ 0,25 мкм с углеродным сорбентом и колонки DB-5MS 30 м ´ 0,32 мм ´ 0,25 мкм с метилсилоксаном. Идентификацию примесей проводили сравнением их масс-спектров с известными из литературных данных. В диборане идентифицированы примеси высших боранов B4 – B10, циклогексана, толуола. Впервые обнаружены бораны B6 – B10, циклогексан и толуол. Получен и описан отсутствующий в литературных источниках масс-спектр B9H15.
Ключевые слова: диборан, примеси, идентификация, масс-спектры, хромато-масс-спектрометрия.
DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-92-97
Созин Андрей Юрьевич —Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: Sozin@ihps-nnov.ru.
Чернова Ольга Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), ведущий инженер, специалист в области аналитической химии. E-mail: Chernova@ihps-nnov.ru.
Сорочкина Татьяна Геннадьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (606137, Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области аналитической химии. E-mail: Sorochkina@ihps-nnov.ru.
Созин А.Ю., Чернова О.Ю., Сорочкина Т.Г. Идентификация примесей в диборане методом хромато-масс-спектрометрии. Перспективные материалы, 2023, № 11, c. 92 – 97. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-11-92-97
