отзыв оппонента Асеева (Исследование оптических и автоэмиссионых свойств углеродных наностенок)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОГ!ПОНЕНТА на диссертационную работу Евлашина Станислава Александровича «Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности О! .04.04 — физическая электроника Диссертация Евлашина С.А. «Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок» 'посвящена изучению важных характеристик перспективного углеродсодержащего материала. В последнее десятилетие интерес очень многих ученых сконцентрирован на исследовании графена, обладающего уникальными элекгронными, термическими и оптическими свойствами.

Поскольку углеродные наностенки (УНС) состоят из графеновых слоев, то можно ожидать, что такой химически-инертный материал также имеет уникальные характеристики. Более того, свободностоящне на подложке УНС обладают большой удельной поверхностью. Все это позволяет создавать на их основе целый спектр различных приборов, Актуальность проводимых исследований связана с возможностью применения таких структур в качестве полевых эмитгеров, теплоотводов, антиотражающих покрытий, фильтров.

Такой материал может использоваться в качестве подложек для нанесения другого материала, и на его основе могут быть созданы различные химические источники тока. Далеко не все свойства углеродных наностенок изучены. В частности, Евлашиным С.А. показано новое возможное применение данного материала в качестве низко отражакнцих покрытий.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе автор описывает основные методы синтеза УНС, Вторая глава диссертации посвящена анализу углеродных наностенок. Спектр используемых методик включает в себя: сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию ГПЭМ), Рамановскую спектроскопию. Напомним, что в стандартном подходе в ГГЭМ обычно используют специальную мелкоячеистую сетку, на которую затем помещают исследуемое вещество. Автором предложена и разработана новая методика подготовки образцов для ПЭМ, когда углеродные наностенки синтезируются непосредственно на специально подготовленных подложках. Это позволяет избежать изменения морфологии УНС в процессе нх изучения. Третья глава начинается с анализа современной литературы по материалам, которые могуг быть использованы в качестве автоэмиттеров. Это — углеродсодержащие материалы (алмаз, углеродные нанотрубки и наностенки), эмитгеры на основе цинка, кремния и др.

Приводится их сравнительная характеристика. Из анализа литературы видно, что автоэмиссионные характеристики даже одного и того же материала, но полученного разными научными группами, могут существенно отличаться. Здесь определяющим фактором является морфология структур, работа выхода материала„плотность эмиссионных центров, Среди различных материалов углеродные нанотрубки (УНТ) и УНС выделяются своими характеристиками. Однако первые со временем довольно быстро деградируют, что приводит к изменению их автоэмиссионных характеристик в процессе эксплуатации. Эмиттеры же на основе углеродных наностенок обладают лучшей стабильностью и характеризуются более низким порогом автоэмиссии, а также большей плотностью получаемого тока. Но н эти параметры можно улучшить, если использовать композиты.

Евлашиным С.А. разработан и исследован новый композитный материал на основе пористого кремния и УНС, В его работе пористый кремний был получен с использованием фотоэлектрохимического травления Я в смеси плавиковой кислоты, спирта и воды. Было показано, что режимы структурирования кремния оказывают влияние на морфологию получаемых углеродных наностенок и их автоэмисснонные свойства. Так, увеличение времени структурирования приводит к росту количества центров нуклеации, на которых затем происходит зарождение углеродных наностенок. Как следствие, становится возможным получать образцы УНС с большими размерами. Увеличение же времени травления приводит к уменьшению порога автоэмиссии и увеличению плотности тока эмитгеров в процессе их эксплуатации.

В процессе испытаний подобные катоды продемонстрировали рекордную плотность тока - около 6 А/см". В диссертации также представлено исследование влияния температуры синтеза углеродных наностенок на нх свойства. В частности, показано„что ее увеличение приводит к росту средних размеров УНС и многостенных нанотрубок. Это, в свою очередь, влечет изменение автоэмиссионных характеристик получаемого материала. Четвертая глава посвягцена оптическим свойствам УНС. Сначала приводится анализ существующих покрытий с рекордно низкими коэффициентами отражения. Далее описаны результаты исследований углеродных наностенок в зависимости от их толщины и морфологии. Из приведенных данных следуез; что можно добиться отражения от таких структур — 0.13 % уже при толщине пленки в несколько микрон.

Следует отметить важные преимущества по сравнению с УНТ: механические - УНС не ломаются при попадании влаги и оптические— коэффициент отражения практически не зависит от поляризации ЭМ излучения. В четвертой главе также исследовано влияния дефекгности пленки и показано, что это не оказывает существенного влияния на оптические характеристики получаемых структур. Важно отметить высокий коэффициент поглощения УНС (более 90 '.4 - в диапазоне длин волн от 1.3 до 20 мкм), что уже позволяет использовать подобные пленки для создания ИК приборов. В заключительной части диссертации сформулированы основные результаты проведенных исследований, опубликованных в ведущих международных журналах и представленных на международных конференциях.

В качестве замечаний можно высказать следующее, Автор в разных главах изучает образцы с различной морфологией. 11) Было бы интересно исследовать оптические свойства композитного материала, описанного в главе 3, на предмет достижения рекордно низкого коэффициента отражения. (2) Автоэмиссионные свойства структур со вторичной нуклеацией, которые в принципе должны продемонстрировать высокий уровень стабильности и высокую плотность тока, также могли бы стать предметом изучения.(3) Характеристика работы катодов зависит от давления в вакуумной камере. Было бы интересно нсследовать срок службы эмиттеров в разных условиях эксплуатации, что является важным с практической точки зрения. Однако все эти замечания не портят общий вид данной диссертации.

В целом, диссертационная работа представляет собой законченный научный труд в актуальной области исследований. По количеству полученных результатов и качеству изложения она удовлетворяет требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а Евлашин С.А. заслуживает присуждения ученой степени кандидата физико-математических наук. Официальный оппонент к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории спектроскопии ультрабыстрых процессов Института спектроскопии Российской академии наук Асеев С.А. Ф~ Об августа 2014 г, Подпись Асеева С.„'А.;завефййЗ-,,ь '.;; Ученый секретар~~фйстйтутдЪфез' '1скойии Российской академии наук к.ф,-м.н. Перминов''~В;.' + 142190 г. Москва, г,Трдйщ~„уд, ~4ММй4еская, 5, +7(495)85! 0579, 1зап1еппо~и~эуаЫех.гп .

.