ЛАБОРАТОРИЯ ХИМИИ И ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И СЕНСОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

  главная english русский

Направления исследований:

Свойства поверхностей полупроводниковых материалов

  Исследования свойств поверхностей кристаллов халькогенидных полупроводников (физических свойств, строения, реакционной способности) выполняются в группе более 10 лет. Основным объектом исследований первоначально были кристаллы A4B6, для которых были всесторонне исследованы свойства чистой поверхности и механизмы окисления на воздухе. В последние годы активно изучаются новые объекты, к которым проявляет большой интерес современная физика, – топологические изоляторы на основе халькогенидов висмута и сурьмы. Производится исследование влияния магнитных примесей и границ «топологический диэлектрик-металл» на свойства топологических изоляторов, исследование реакционной способности, установление зависимости электронных свойств от состава твёрдого раствора, в том числе переходы топологический изолятор – классический изолятор. Впервые было выявлено, что напыление вплоть до 2 монослоёв железа на поверхность теллурида и селенида висмута не приводит к раскрытию конуса Дирака и нарушению поверхностного топологического состояния, вопреки теоретическим выводам. Предложена модель границы магнитный металл-топологический изолятор на атомном уровне. Установлен механизм взаимодействия поверхностей Bi2Se3 и Bi2Te3 с компонентами воздуха (кислородом и водой при их совместном воздействии).
  Группа самостоятельно синтезирует кристаллы методом Бриджмена. Основным методом экспериментального исследования является фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС, УФЭС с угловым и спиновым разрешением). Исследования выполняются на лабораторных спектрометрах и синхротронном излучении (по соглашению МГУ с синхротронным центром BESSY II, Берлин, Германия). Для интерпретации результатов применяется квантово-химическое моделирование с использованием суперкомпьютеров МГУ.

Литий-ионные аккумуляторы

  Поиск материалов для литий-ионных аккумуляторов выполняется совместно с группой Е.А. Гудилина. Группой выполняются фотоэмиссионные исследования модельных батарей непосредственно в процессе работы (operando), что позволяет отследить изменение поверхностные явления при функционировании аккумуляторов.

Наполнение углеродных нанотрубок
  Исследование заполнения одностенных углеродных нанотрубок из расплава полупроводниковыми и другими материалами с образованием их одномерных кристаллов выполняется совместно с группой А.А. Елисеева. Была определена структура и электронное строение нанокомпозитов более чем в 10 системах, установлены закономерности взаимодействия одномерного кристалла и углеродной нанотрубки, а также структур одномерных кристаллов.

 

Публикации

  • D. M. Itkis, D. A. Semenenko, E. Y. Kataev, A. I. Belova, V. S. Neudachina, A. P. Sirotina, H. Michael, T. Detre, K.-G. Axel, D. Pavel, B. Alexei, A. G. Eugene, S.-H. Yang, and L. V. Yashina, “Reactivity of carbon in lithium-oxygen battery positive electrodes,” Nano Letters, vol. 13, no. 10, pp. 4697–4701, 2013.
  • M. Kharlamova, L. Yashina, and A. Lukashin, “Charge transfer in single-walled carbon nanotubes filled with cadmium halogenides,” Journal of Materials Science, vol. 48, no. 24, pp. 8412–8419, 2013.
  •  M. Kharlamova, L. Yashina, and A. Lukashin, “Comparison of modification of electronic properties of single-walled carbon nanotubes filled with metal halogenide, chalcogenide and pure metal,” Applied Physics A: Materials Science and Processing, vol. 112, no. 2, pp. 297–304, 2013.
  •  M. Scholz, J. Sanchez-Barriga, D. Marchenko, A. Varykhalov, A. Volykhov, L. Yashina, and O. Rader, “Intact dirac cone of Bi2Te3 covered with a monolayer Fe,” Physica Status Solidi - Rapid Research Letetrs, vol. 7, no. 1-2, pp. 139–141, 2013.
  • L. V. Yashina, J. Sánchez-Barriga, M. R. Scholz, A. A. Volykhov, A. P. Sirotina, V. S. Neudachina, M. E. Tamm, A. Varykhalov, D. Marchenko, G. Springholz, G. Bauer, A. Knop-Gericke, and O. Rader, “Negligible surface reactivity of topological insulators Bi2Se3 and Bi2Te3 towards oxygen and water,” ACS Nano, vol. 7, no. 6, pp. 5181–5191, 2013. 
  • M. Scholz, J. Sanchez-Barriga, J. Braun, D. Marchenko, A. Varykhalov, M. Lindroos, Y. Wang, H. Lin, A. Bansil, J. Minar, H. Ebert, A. Volykhov, L. Yashina, and O. Rader, “Reversal of the circular dichroism in angle-resolved photoemission from Bi2Te3,” Physical Review Letters, vol. 110, no. 21, p. 216801, 2013.
  • M. Kharlamova, L. Yashina, A. Volykhov, J. Niu, V. Neudachina, M. Brzhezinskaya, T. Zyubina, A. Belogorokhov, and A. Eliseev, “Acceptor doping of single-walled carbon nanotubes by encapsulation of zinc halogenides,” European Physical Journal B, vol. 85, p. 35, 2012. 
  • L. Yashina, R. Püttner, A. Volykhov, P. Stojanov, J. Riley, S. Vassiliev, A. Chaika, S. Dedyulin, M. Tamm, D. Vyalikh, and A. Belogorokhov, “Atomic geometry and electron structure of the GaTe(10-2) surface,” Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics, vol. 85, p. 075409, 2012.
  • A. Eliseev, L. Yashina, N. Verbitskiy, M. Brzhezinskaya, M. Kharlamova, M. Chernysheva, A. Lukashin, N. Kiselev, A. Kumskov, B. Freitag, A. Generalov, A. Vinogradov, Y. Zubavichus, E. Kleimenov, and M. Nachtegaal, “Interaction between single walled carbon nanotube and 1d crystal in CuX@SWCNT (X = Cl, Br, I) nanostructures,” Carbon, vol. 50, no. 11, 2012.
  • M. Kharlamova, L. Yashina, A. Eliseev, A. Volykhov, V. Neudachina, M. Brzhezinskaya, T. Zyubina, A. Lukashin, and Y. D. Tretyakov, “Single-walled carbon nanotubes filled with nickel halogenides: Atomic structure and doping effect,” PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, vol. 249, no. 12, pp. 2328–2332, 2012. 
  • M. Kharlamova, A. Eliseev, L. Yashina, A. Lukashin, and Y. D. Tretyakov, “Synthesis of nanocomposites on basis of single-walled carbon nanotubes intercalated by manganese halogenides,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 345, p. 012034, 2012. 
  • M. Scholz, J. Sanchez-Barriga, D. Marchenko, A. Varykhalov, A. Volykhov, L. Yashina, and O. Rader, “Tolerance of topological surface states towards magnetic moments: Fe on Bi2Se3,” Physical Review Letters, vol. 108, p. 256810, 2012. 
  • О. Иваньшина, М. Тамм, Е. Герасимова, М. Кочугаева, М. Кирикова, С. Савилов, Л. Яшина, “Cинтез и электрокаталитическая активность композитов наночастицы платины/углеродные нанотрубки,” Неорганические материалы, vol. 47, no. 6, pp. 694–701, 2011.
  • L. Yashina, A. Eliseev, M. Kharlamova, A. Volykhov, A. Egorov, S. Savilov, A. Lukashin, R. Puettner, and A. Belogorokhov, “Growth and characterization of one-dimensional SnTe crystals within the single-walled carbon nanotube channels,” Journal of Physical Chemistry C, vol. 115, no. 9, pp. 3578–3586, 2011. 
  • L. Yashina, A. Zyubin, R. Püttner, T. Zyubina, V. Neudachina, P. Stojanov, J. Riley, S. Dedyulin, M. Brzhezinskaya, and V. Shtanov, “The oxidation of the PbS(001) surface with O2 and air studied with photoelectron spectroscopy and ab initio modeling,” Surface Science, vol. 605, pp. 473–482, 2011.
  • А. Волыхов, В. Неудачина, М. Харламова, С. Bасильев, Л. Яшина, А. Белогорохов, “Исследование атомарно-чистой поверхности InSe методом РФЭС,” Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники, vol. 1, pp. 43–47, 2011.
  • О. Иваньшина, М. Тамм, Е. Герасимова, А. Сиротина, С. Савилов, Л. Яшина, “Получение нанокомпозитов на основе углеродных нанотрубок, содержащих TiO2 и наночастицы Pt,” Неорганические материалы, vol. 47, no. 8, pp. 951–956, 2011.
  • А. Волыхов, Л. Яшина, Т. Зюбина, В. Штанов, В. Неудачина, Р. Пюттнер,  А. Зюбин, “Сравнительная реакционная способность соединений AivBvi в реакциях с молекулярным кислородом,” Журнал неорганической химии, vol. 56, no. 8, pp. 1354–1359, 2011. 
  • A. Volykhov, L. Yashina, and V. Shtanov, “Phase equilibria in pseudoternary systems of iv-vi compounds,” Inorganic Materials, vol. 46, no. 5, pp. 464–471, 2010.
  • A. Eliseev, L. Yashina, M. Brzhezinskaya, M. Chernysheva, M. Kharlamova, N. Verbitsky, A. Lukashin, N. Kiselev, A. Kumskov, R. Zakalyuhin, J. Hutchison, B. Freitag, and A. Vinogradov, “Structure and electronic properties of AgX (X = Cl, Br, I)-intercalated single-walled carbon nanotubes,” Carbon, vol. 48, no. 10, pp. 2708–2721, 2010.
  • М. Харламова, А. Елисеев, Л. Яшина, Д. Петухов, Ч. Ванг, Д. Семененко,  А. Белогорохов, “Изучение электронной структуры одностенных углеродных нанотрубок, заполненных бромидом кобальта,” Письма в "Журнал экспериментальной и теоретической физики", vol. 91, no. 4, pp. 210–215, 2010.
  • V. Shtanov and L. Yashina, “On the bridgman growth of lead–tin selenide crystals with uniform tin distribution,” Journal of Crystal Growth, vol. 311, pp. 3257–3264, 2009. 
  • Л. Яшина, А. Волыхов, С. Васильев, Д. Семененко, Д. Иткис, А. Елисеев, М. Харламова, Н. Вербицкий, Т. Зюбина, А. Белогорохов, “Исследование поверхности SnS (100) методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и зондовой микроскопии,” Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники, no. 4, pp. 50–55, 2009.
  • А. Волыхов, Л. Яшина, М. Тамм, А. Рыженков, “Фазовые равновесия в тройных взаимных системах на основе AIVBVI,” Неорганические материалы, vol. 45, no. 9, pp. 1042–1048, 2009.
  • М. Харламова, М. Бржезинская, А. Виноградов, И. Суздалев, Ю. Максимов, В. Имшенник, С. Новичихин, А. Крестинин, Л. Яшина, А. Лукашин, Ю. Третьяков А. Елисеев, “Формирование и свойства одномерных нанокристаллов FeHal2 (Hal=Cl, Br, I) в каналах одностенных углеродных нанотрубок,” Российские нанотехнологии, vol. 4, no. 9-10, pp. 77–87, 2009.

 

Диссертации

  • О.Ю. Иваньшина. Синтез и свойства электрокатализаторов Pt/MO2/УНТ, M=Ti, V, Sn, Ce. 2013.
  • М.В. Харламова. Нанокомпозиты на основе одностенных углеродных нанотрубок: синтез и модификация электронной структуры. 2013.
  • Д.А. Семененко. Окислительно-восстановительные реакции кислорода на поверхности углеродных электродов литий-воздушных аккумуляторов. 2013.
  • А.А. Волыхов. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ И ОДНОМЕРНЫХ КРИСТАЛЛОВ СЛОИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ А4В6, А52В63, А3В6. 2011.
  • В.С. Неудачина. РЕАКЦИИ ГАЗОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ PbS (001). 2009.

 

Дипломные работы

  • Э.Ю. Катаев. Образование продуктов реакции восстановления кислорода на катодах литий-воздушных аккумуляторов. 2013.
  • О.Ю. Иваньшина. Синтез, структура и свойства нанокомпозитов на основе "Pt-углеродные нанотрубки". 2010.
  • А.А. Волыхов. Взаимодействие халькогенидов элементов 14-й группы в квазитройных системах. 2008.
  • Е.Н. Худякова. Реакционная способность халькогенидов свинца и олова при взаимодействии с кислородом. 2007.

web-design: ddirin@rambler.ru

© 2008-2014 Лаборатория химии и физики полупроводниковых и сенсорных материалов.