Введение
ГЛАВА 1. Синтез и исследования углеродных наноматериалов и синтетических монокристаллов алмаза для приборостроения .
1.1 Синтез, структура и основные свойства полимеризованных фуллеритов С6о и С7о.. 25
1.1.1. Кристаллические фазы С6о- 35
1.1.1.1 Ромбическая Ш-полимеризованная фаза . 35
1.1.1.2 Ромбоэдрическая и тетрагональная 2В-полимеризованные фазы. 40
1.1.1.3 ЗБ-полимеризованные фазы С6о- 46
1.1.2 Трансформация 20-полимеров С60 в ЗБ-полимер под давлением.
1.1.2.1 Фазовые превращения тетрагонального 20-полимера С6о под давлением. 52
1.1.2.2 Фазовые превращения ромбоэдрического 2Б-полимера Сбо под давлением.
Полимеризация С7о под давлением. 58
Разупорядоченные полимеры С60, С7о- Поликонденсация и коалесценция фуллеренов. 63
Электрические и оптические свойства фуллерена С6о под давлением. 73
Углеродные и азот-углеродные наноструктуры для полевых эмиттеров электронов. 76
Полевая эмиссия электронов из углеродных нанотрубок. 76
Влияние дефектов структуры УНТ на эмиссию электронов 82
Синтез и свойства углерод-азотных нанотрубок и нановолокон. 83
Углерод-азотные нанотрубки и нановолокна, полученные электротермическим испарением углерода при высоком давлении азота. 86
1.3. Синтетические монокристаллы алмазов, выращиваемые методом температурного градиента на затравке при высоком давлении и температуре. 95
1.3.1. Метод температурного градиента для выращивания монокристаллов при высоком давлении и температуре. 95
1.3.2. Химический состав синтетических монокристаллов алмаза. 96
1.3.3. Полупроводниковые светодиоды на основе монокристаллов алмазов.
1.3.3.1. Полупроводниковые светодиоды и лазеры. 101
1.3.3.2. P-n-переходы на основе синтетических монокристаллов алмазов и их спектры электролюминесценции.
ГЛАВА 2. Разработка и совершенствование методов исследований углеродных наноматериалов и композитов на их основе .
2.1. Установка и методика исследований в сдвиговой алмазной камере 112 высокого давления.
2.2. Теоретическая модель распределение давления твердом теле в алмазной камере высокого давления в условиях фазового перехода и пластического течения вещества 123
2.3. Метод исследования поверхности Ферми полуметаллов с помощью квантовых осцилляции акустоэлектронного тока.
1 2.3.1. Схема эксперимента. 140
2.3.2. Испытания разработанного метода.
1 2.4. Измерение скоростей звука, удельного веса полимеризованных фуллеритов и расчет модулей упругости. 147
2.5. Метод оценки соотношения sp2 и sp3 межатомных связей в углеродных материалах на основе рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. 151
ГЛАВА 3. Физические свойства 2D- и 3D полимеризованных фуллеренов С60 и С70 и эндофуллерена La@C82 .
3.1. Упрочнение фуллерена С60 в результате фазовых превращений под давлением в сдвиговой алмазной камере высокого давления. 156
3.2. Синтез псевдо-ЗБ-полимера С60 из ромбоэдрического 2Б-полимера при давлении 13 ГПа и повышенной температуре . 160
3.3. Скорости звука, удельный вес и модули упругости полимеризованных фуллеритов Сбо, С7о. 165
3.4. Спектры фотолюминесценции ЗБ-полимеризованных фуллеритов Сбо- 174
3.5. Электрические свойства ЗБ-полимеризованных фуллеритов С6о и С70. 182
3.6. Тепловые свойства углеродных материалов получаемых из фуллеренов Сбо и С70 обработкой высоким давлением и температурой.
3.6.1. Термическое расширение, ангармонизм и кинетика деполимеризации ID- и 20-полимеров Сбо- 197
3.6.2. Кинетика и энергия активации деполимеризации 201
3.6.3. Теплоемкость 2D - и 3D -полимеров С6о, С7о с кристаллической и разупорядоченной структурой. 207
3.6.4. Обсуждение экспериментальных результатов. 217
3.7. Структура и магнитные свойства ЗО-полимеров эндофуллерена La@C82. 224
ГЛАВА 4. Влияние легирования фуллереном с60 на электрические свойства наноструктурированных термоэлектрических сплавов bi2te3 и Bio,5Sbi,5Te3 .
4.1. Методика изготовления и структура образцов 243
4.2. Методика измерений электрических свойств 247
4.3. Зависимость электрических свойств наноструктурированных термоэлектрических сплавов Bi2Te3 и Віо Ьі Тез ОТ концентрации примеси фуллерена Сбо- 248
4.4 Выводы к Главе 4. 255
ГЛАВА 5. Автоэмиссионные свойства полевых катодов, изготовленных из углерод-азотных наноструктур .
5.1. Изготовление углерод-азотных наноматериалов и исследование их структуры. 256
5.2. Вакуумная диодная лампа с автоэмиссионным катодом на основе углерод-азотных наноструктур и ее вольт-амперные характеристики . 260
5.3. Методика изготовления автокатодов из углерод-азотных нановолокон на графитовой основе. 263
5.4. Вольт-амперные характеристик автоэмиссионных катодов из углерод-азотных нановолокон на графитовой основе. 265
5.5. Выводы к Главе 5. 269
ГЛАВА 6. Сверхпроводящие сверхтвердые композиционные материалы на основе алмаза и фуллерена с60.
6.1. Приготовление образцов и методики измерений 270
6.2. Электрическая проводимость и микротвердость композитов сверхпроводник-сверхтвердый материал.о
6.2.2 Система С60-алмаз-ниобий 273
6.2.3 Система алмаз-молибден
6.2.4. Система anMa3-MgB2 275
6.2.5. Системы полимеризованный фуллерит C6o-MgB2. 276
6.2.6. Система алмаз-Ті34№ бб 282
6.2.7 Система алмаз-М п. 285
6.3. Выводы к Главе 6. 287
ГЛАВА 7. Электрические свойства сильнолегированных бором синтетических монокристаллов алмазов, выращенных методом температурного градиента под давлением .
Экспериментальные образцы и методика измерений. 289
Экспериментальные результаты и их обсуждение 290
Электрическая проводимость и теплопроводность легированных бором синтетических монокристаллов алмаза для терморезисторов. 296
Электрические свойства терморезисторов из легированных бором синтетических монокристаллов алмаза, выращенных методом температурного градиента. 296
Методика измерения характерного времени отклика алмазных терморезисторов. 298
Теплопроводность и время отклика алмазных терморезисторов. 303
Выводы к Главе 7. 304
ГЛАВА 8. Электрические свойства и электро люминесценция p-n переходов и p-i-n структур, изготовленных методом ионной имплантации бора, фосфора и мышьяка в синтетические монокристаллы алмазов типа lib и НА
Фото- и катодолюминесценция синтетических монокристаллов алмаза типа Па, выращенных методом температурного градиента под 307
давлением.
Изготовление p-i-n нр-п структур на основе синтетических монокристаллов алмазов 309
Вольт-амперные характеристики p-i-n структур ир-п переходов,
изготовленных методом ионной имплантации бора, фосфора и мышьяка в синтетические монокристаллы алмазов типа Па и ПЬ 313
Спектры электролюминесценции p-i-n структур и р-п переходов на основе ионно-легированных синтетических монокристаллов алмазов. 314
Выводы к Главе 8. 324
Заключение 325
Основные результаты работы 326
Список литературы
