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

Отзыв официального оппонента о диссертации Евлашина Станислава Александровича "Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок'", представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 — физическая электроника Сегодня наблюдается повышенный интерес к изучению углеродных напострутур, что обусловлено их уникальными физическими свойствами и возможностью их при- менения в качестве холодных эмиттеров электронов, в микро и нанозлектронике, в фильтрующих средах, в электрических суперконденсаторах и в качестве сверхгидрофобных поверхностей. Для производства углеродных напострутур разработа- ны различные методы синтеза, в основном, использующие разного рода источники плазмы, такие как разряды постоянного тока, емкостные и индуктнвно-связанные ВЧ-разряды, СВЧ-разряды.

Поэтому актуальность темы диссертации, посьшящен- ной исследованию автозмиссионных и оптических свойств углеродных наностенок, не вызывает сомнений. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и списка использованной литературы. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследования и задачи диссертационной работы, показана ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы выносимые на загциту научные положения.

В 1-ой главе выполнен обзор литературы по методам синтеза углеродных структур и их формированию. Изложены основные методы получения углеродных нано- стенок, рассмотрены недостатки и преимущества существующих методов синтеза, описаны механизмы формирования углеродных наностенок и графена на различных 1юверхностях. В главе 2 представлена схема работы экспериментальной установки, рассмотрены основные методы обработки гюверхности материалов перед выращиванием уг- леродных наностенок, описаны основнью механизмы их исследования, .приведены их свойства.

Представлен новый метод изготовления образцов для просвечивающей электронной микроскопии. В 3-ей главе проведен обзор литературы по существующим автоэмиссионным материалам. Далее описан новый метод обработки поверхности кремния и показано, что пористый кремний может применяться как подложка для роста углеродных нано- стенок. Исследовано влияние параметров травления кремния на количество центров нуклеапии. Показано, что, изменяя параметры травления кремния, можно управлять такими свойствами автоэмиссионных структур, как плотность автозмиссионного тока и порог эмиссии. Изучено влияние температуры синтеза углеродных наностенок на структурные и автоэмиссионные свойства.

Глава 4 посвящена изучению оптических характеристик углеродных наностенок. Представлен обзор литературы по существующим оптическим покрытиям, исследованы оптические свойства углеродных наностенок разной толщины и морфологии. Показано, что оптические характеристики углеродных наностенок не уступают оптическим характеристикам лучших материалов на базе нанотрубок, при этом обладают меныпей высотой и массой, синтезируются без использования катализаторов, не имеют поляризационной зависимости и являются гидрофобными. В конце диссертации автор приводит основные результаты диссертационной работы. Основными достилсепилми автора следует признать следуюи1ие: 1. Разработка и реализация метода синтеза углеродных наностенок па поверхности пористого кремния, полученного путем фотоэлектрохимического трав- ления, с использованием методики плазмохимического осаждения в разряде постоянного тока в смеси газов метана и водорода.

2. Установление того, что время травления кремния существенно влияет па количество центров нуклеации, морфологию получаемых пленок и автоэмиссионные характеристики. 3. Установление того, что увеличение температуры синтеза пленок приводит к увеличению средних размеров углеродных наностенок и углеродных нанотрубок и к увеличению площади автоэмиссионных центров. 4, Получение углеродных пленок толщиной несколько микрометров, отражение от которых не превышает 1% в видимом диапазоне длин волн, а поглощение достигает 99% в этом диапазоне волн и составляет более 90% в диапазоне длин волн от 1.3 до 20 мкм, При рассмотрении диссертационной работы С. А.

Евлашина следует остановиться н на имеющихся в ней недостатках: 1. Автор для вычисления плотности тока полевой эмиссии использует сильно упрощенную формулу Фаулера-Нордгейма [формулы (1-3)). Хотя далее приводится правильная формула (4), но при вычислении функции и и 1 полагаются равными 1 (кстати, функции и и г равны единице при р .= О, т.е. при нулевой напряженности электрического поля), т.е. зависимостью этих функций от напряженности электрического поля пренебрегается. Нужно отметить, что плотность тока полевой эмиссии от функция и(р), которая обычно называется функцией Нордгейма, зависит экспонепциально.

Поэтому даже слабая зависимость самой функции и от аргумента р в итоге приводит к сильной зависимости плотности тока от напряженности электрического поля. Далее, в русскоязычной литературе величина р обычно называется работой выхода, а не рабочей функцией. 2. Автор нигде явно не указывает, при какой температуре проводились измерения тока автоэмиссни, не происходил л~ разогрев эмиттера во время измерений; не приводит значения параметра усиления Д, например, чему он равен в максимуме для данных, представленных на рис, 3.11. 3. Что означает 6+ в реакции 4? 4. Наверно, нужно пояснить, почему высота пика углеродных напостенок во 2-ом порядке в рамановском спектре иногда оказывается заметно выше пика 1-го порядка 1см.

рис. 2.6 и 3.5). 5. На рис,4,8 г) значение показателя преломления начинается с 0.8. Это, наверно, ошибка. Отмеченные недостатки, однако, не влияют на общую высокую оценку рассматриваемой работы. Автор проделал большую работу, полученные в диссертации результаты и выводы обоснованы и достоверны, что подтверждается тщательностью проведения экспериментов и обоснованными оценками. Личный вклад С, А. Евлашина представляется определяющим, все основные результаты диссертации получены непосредственно им.

В целом диссертация С. А. Евлашина представляется завершенным научным исследованием, которое вносит заметный вклад в развитие физической электроники. Полученные в ней результаты имеют принципиальную новизну и практическую ценность для понимания процессов в углеродных наносистемах.

Результаты диссертации известны специалистам, достаточно полно представлены в публикациях в научных изданиях и докладывались на отечественных и зарубежных научных конференциях. Автореферат диссертации полностью отражает содержание диссер- тации. На основании вышеизложенного можно заключить, что диссертационная работа С.А. Евлашина "Исследование оптических и автоэмиссионных свойств углеродных наностенок", представленная па соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.04 — физическая электроника, полностью соответствует критериям, установленным действующим "Палааюеиием а присуждении ученых степеней", а сам С. А.

Евлашин безусловно заслуживает присуждения ему искомой степени по специальности 01.04.04 — фпэическая электроника. ьный оппонент А.В.Филиппов (а11пш6з и физико-математичес Москва, г. Троицк. ул. А.В. Филишюва зав Подпись Ученый секретарь ГНЦ РФ т физико-математи* кандида Офнцнал Доктор 142190, кнх наук Пушковых, 1,э2, ф~ ',,~',,~",.!".;."'1", А.А. Ежов .