Заключение организации, где выполнялась диссертация (Исследование оптических и автоэмиссионых свойств углеродных наностенок)

УТВЕРЖДАЮ" В. Скобельцына В. Ломоносова М.ИвПанасюк 2014 г. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова» на диссертационную работу «Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок» Диссертационная работа выполнена в отделе микроэлектроники НИИЯФ МГУ.

В период подготовки диссертации соискатель Евлашин Станислав Александрович работал в отделе микроэлектроники научно-исследовательского института имени Д.В.Скобельцына Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова в качестве научного сотрудника. В 2009 г. окончил физический факультет МГУ имени М.ВЛомоносова с квалификацией «физика» по специальности «физика». Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменов выдано в 2013 г. федеральным государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова».

Научный руководитель — докгор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ имени Д.В.Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова Суетин Николай Владиславович. По итогам обсуждения принято следующее заключение: Цель работы: исследование влияния параметров осаждения на автоэмиссионные и оптические свойства получаемых углеродных наноматериалов. Личный вклад автора. Автором был предложен и разработан метод структурирования кремния с последующим ростом нанокристаллического графита на нем, изучено влияние обработки поверхности на структурные и автоэмиссионные свойства получаемого материала.

Изучено влияние параметров температуры синтеза на структурные и автоэмиссионные свойства получаемых пленок. Автором была выдвинута идея исследования оптических свойств углеродных наностенок и исследованы оптические свойства структур в широком диапазоне длин волн. Для создания пленок разной толщины был разработан новый многоступенчатый процесс осаждения. Актуальность проводимых исследований обусловлена большим интересом к углеродным структурам и возможностью их применения в различных типах устройств.

Углеродные наностенки обладают уникальными свойствами, среди которых большая удельная плотность углеродных наностенок на единицу поверхности и их химическая инертность. Данные свойства делают углеродные наностенки привлекательными в качестве полевых эмиттеров, основы для катализаторов (например, в топливных элементах), основы для осаждения других материалов, суперконденсаторов, теплоотводов и т. д. Наиболее интересными применениями являются использование углеродных наностенок в качестве полевых эмиттеров и в качестве антиотражающих покрытий для различных приборов. Данные направления применения углеродных наностенок рассмотрены в диссертации.

Основные результаты, полученные в работе, состоят в следующем: 1. Разработан и реализован метод синтеза углеродных наностенок на поверхности пористого кремния, полученного с помощью фотоэлектрохимического травления, с использованием методики РС РЕСУП в смеси газов СН, и Нь 2. Исследованы автоэмиссионные характеристики углеродных структур на поверхности пористого кремния. Показано, что время травления кремния существенно влияет на количество центров нуклеации, морфологию получаемых пленок и автоэмиссионные характеристики. Порог эмиссии пленок составяет — 3 В/мкм, плотность тока достигает 6 А/см'. 3. Исследовано влияние температуры синтеза на получаемые структурные и автоэмиссионные свойства пленок. Показано, что увеличение температуры синтеза приводит к увеличению средних размеров углеродных наностенок и углеродных нанотрубок на 6.3 нм/'С и 11 нм/'С, соответственно.

Из наклона кривых ФаулераНортгейма определено, что увеличение температуры приводит к увеличению площади автоэмиссионных центров. 4. Показано, что многостадийный рост углеродных наностенок может применяться для роста структур определенной толщины с заданной плотностью структур.

Варьирование параметров синтеза, таких как давление и температура, приводит к получению пленок различной морфологии. 5. Проведено исследование оптических свойств углеродных наностенок в широком диапазоне длин волн от 0.4 до 200 мкм. Показано, что отражение от углеродных наностенок толщиной несколько микрометров не превышает 1;4 в видимом диапазоне длин волн, а поглощение достигает 99',4.

Поглощение данных структур в диапазоне длин волн от 1.3 до 20 мкм составляет более 90',4. 6. Показано, что оптические характеристики углеродных наностенок в большей степени зависят от морфологии углеродных структур, чем от степени дефектности пленки. Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается многократным повторением, а также независимыми тестированиями синтезированных материалов в лабораториях других институтов, а также в других лабораториях МГУ. В некоторых главах экспериментальные результаты подкреплены теоретическими расчез ами.

Научная новизна: в работе впервые получены следующие результаты: 1. С целью снижения лоро~а автоэлектронной эмиссии и увеличения плотности автоэмиссионного тока впервые предложено использовать поверхность пористого кремния в качестве подложки для осаждения углеродных наностенок. Структуры пористого кремния создавались методом фотоэлектрохимического травления. Было показано, что параметры травления оказывают существенное влияния на структурные и автоэмиссионные свойства полученного материала.

2. Впервые произведено исследование влияния температуры синтеза на автоэмиссионные свойства получаемых структур. 3. Впервые исследованы оптические свойства углеродных наностенок разной морфологии и толщины. 4. Получены рекордные удельные характеристики поглощения электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн. 5, Коэффициент отражения полученных углеродных наностенок не зависит от поляризации падающего излучения.

Практическая значимость Созданные автоэмиссионные катоды обладающие низким порогом эмиссии и высокой плотностью тока могут быть использованы в различных областях электронной техники, таких как рентгеновские трубки, СВЧ приборы, дисплеи и т.п. Исследование оптических свойств открывает возможность использования углеродных наностенок для создания болометров, термографов и других устройств с низким коэффициентом отражения. Основные результаты работы являются оригинальными и опубликованы в следующих статьях: 1. Кгпсое~йо И А., Ею!аз/пп Я.

А,, М/гопоисЬ К.Р', ГегЬ/гз/иу Х1, Хе/ес/оя А. е/ и/. СагЬоп папоъча11з: 1Ье пех1 з1ер Гог рЬуз1са1 шап1Гез1а11оп оГ 1Ье Ыаск Ьос1у соайп8 //Яс1еп1111с Керог1з. - 2013 — Уо1. 3. - № 3328. 2. Ек/из/пп 5., Блуа/гйот/г/у Я., Биег/и Ж, Р//еяйу А., Мигзти Т., е/ а/. Орйса! апс1 1К аЬзогрйоп оГшп1п1ауег сагЬоп папоаа11з //СагЬоп. — 2014. - Уо1. 70. - Рр. 111-118. Результаты работы представлены лично автором на двух международных конференциях: 24 1ЧЬ!С 2011 (Вупперталь, Германия) Р2-15, Рр. 168-269, 1СМХЕ 2012 (Звенигород, Россия) секция 18, 03-23, Рр. 17.

Результаты исследований также представлены на международной конференции 1САСЬ! 2013 (Санкт-Петербург, Россия), секция 5, Р5,20, Рр. 224. Диссертационная работа «Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок» Евлашина Станислава Александровича рекомендуется к защите на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 — физическая электроника. Заключение принято на заседании ученого совета отдела микроэлектроники НИИ ядерной физики имени Д.В.Скобельцына МГУ имени М,В.Ломоносова.

Присутствовало на заседании 12 чел. Результаты голосования: «з໠— 12 чел., «проти⻠— 0 чел., «воздермсзлось» — 0 чел., протокол №05.14.05 от «16» мая 2014 г. ,Р ''; ./! .'/~' l 1,' С с/ А,Т. Рахимов l Заведующий отделом микроэлектроники профессор, д.ф.-м.н. Ученый секретарь отдела микроэлектроники д.ф.-м.н. Н.А. Попов 3. Кписйеп1го Г, ЬЬетп1п Р., Р11ечз1гу А., Е8огот А., Япепп Х...Ет1акЬт В. апд Ка1г1пгпот А.

1пйиепсе оТ !Ье 8гоьтЬ гетрегашге оп з1гисшга! апд е!ее!гоп Ве10 еппзз!оп ргорегйез оТ сагЬоп лапотка!11папо1пЬе В!тз зупгЬез!лес) Ьу сага!узг-!гее РЕСЧР 11)опгпа! оТ Магег!а!з СЬеппвггу. — 2012. — Чо1. 22. — №. 32. — Рр. 16458-16464, 4. Ет1ай1п Я. А., Мапlге1ет1сй К А., Вогиот И 1.; Р11ете1гй А. А., $герапот А. Е. ег а1 Егп!вв!оп ргорег1!ев оТ сагЬоп папотпа11з оп рогова з!1!соп 113опгпа! оТ Часппщ Яс!епсе апс1 ТесЬпо1о8у В. — 2012. — Чо!. 30. — №. 2. — Рр. 021801. .