Введение
Глава 1. Электронная и атомная структура композитных материалов на основе наноструктурированного углерода и оксидов металлов 12
1.1 Рентгеноэлектронные методы анализа структуры и химического состояния наноструктурированного углерода и УНТ 12
1.1.1 Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) 12
1.1.2 Электронная структура УНТ по данным XPS 13
1.1.3 Спектроскопия ближней тонкой структуры рентгеновского поглощения (XANES) 18
1.1.3.1 Электронная структура УНТ по данным спектроскопии рентгеновского поглощения (XANES) 19
1.2 1 Электронная структура оксидов олова. Анализ методами XANES и XPS... 23
Общие сведения о структуре оксидов олова 23
1.2.2 Анализ электронной структуры оксидов олова с применением метода XPS 26
1.2.3 Анализ структуры и химического состояния оксидов олова с применением метода XANES 30
1.3 Методы формирования композитов на основе наноструктурированного sp2-углерода и оксидов металлов 34
1.4 Взаимодействие оксидов металлов с наноструктурированными углеродными материалами 38
1.5 Структурные дефекты в sp2-гибридизированном наноструктурированном углероде. Методы формирования и влияние на химическую активность 41
1.6 Анализ структуры межфазных границ в композитах на основе наноструктурированного углерода и оксидов металлов методами XPS и XANES 45
Заключение к Главе 1 51
Глава 2. Методика эксперимента 53
2.1 Формирование композитов SnOx/МУНТ с использованием методов CVD и магнетронного распыления 53
2.1.1 Синтез массивов МУНТ 53
2.1.2 Формирование композитов SnOx/МУНТ методом газофазного осаждения (CVD) 55
2.1.3 Формирование композитов SnOx/МУНТ методом магнетронного распыления 56
2.1.4 Функционализация поверхности МУНТ с использованием облучения ионами аргона 58
2.2 Оборудование Российско-Германского канала вывода синхротронного излучения 59
2.2.1 Методика измерения и обработки спектров XPS 61
2.2.2 Методика измерения и обработки спектров XANES 63
2.2.3 Вакуумный отжиг композитов SnOx/МУНТ 64
2.3. Другие методы анализа структуры и состава композитов 65
2.3.1 Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) 65
2.3.2 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) 65
2.3.3 Электронная оже спектроскопия (ЭОС) 66
Глава 3 Исследование атомной и электронной структуры композитов SnOx/МУНТ, сформированных методами CVD и магнетронного распыления. Влияние термического и ионного модифицирования 68
3.1 Морфология, структура и состав композитов SnOx/МУНТ 68
3.1.1 Морфология и структура композитов SnOx/МУНТ, сформированных методом CVD, по данным СЭМ и ПЭМ 68
3.1.2 Морфология и структура композитов SnOx/МУНТ, сформированных методом магнетронного распыления, по данным СЭМ и ПЭМ 74
3.1.3 Анализ состава композитов SnOx/МУНТ по данным электронной оже-спектроскопии 80
3.2 Электронная и атомная структура композитов SnOx/МУНТ, сформированных методами CVD и магнетронного распыления, по данным XPS и XANES 84
3.2.1 Данные XANES 84
3.2.2. Данные XPS 93
3.3 Трансформация структуры композитов SnOx/МУНТ в условиях вакуумного отжига 100
3.3.1 Влияние вакуумного отжига на структуру композита SnOx/МУНТ, сформированного методом CVD 100
3.3.1.1 Данные XPS 100
3.3.1.2 Данные XANES 107
3.3.1.3 Данные ПЭМ 112
3.3.2 Влияние вакуумного отжига на структуру композита SnOx/МУНТ, сформированного методом магнетронного распыления 114
3.3.2.1 Данные XPS 114
3.3.2.2 Данные XANES 125
3.3.2.3 Данные ПЭМ 130
3.4 Роль структурных дефектов в стенках МУНТ при формировании композитов SnOx/МУНТ методом CVD 134
3.4.1 Структура и химическое состояние углерода в стенках МУНТ по данным XPS и XANES 135
3.4.2 Анализ электронной структуры композита SnOx/МУНТ, сформированного методом CVD на предварительно облученных ионами аргона массивах МУНТ 141
3.4.2.1 Данные XANES 141
3.4.2.2 Данные XPS 144
3.4.3. Численное моделирование взаимодействия дефектной поверхности МУНТ с оксидом олова 149
Заключение 152
Список использованных сокращений 155
Список использованной литературы 156
