Диссертация (1145499), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Личный вклад автора заключается в выборе объектовисследований,впостановкезадач,разработкепланаисследований,проведении экспериментов, обработке и анализе полученных результатов.Вклад автора в постановку задач исследований и анализ результатов,выполненных в соавторстве, является определяющим. Часть результатовполучена в рамках выполнения кандидатской работы Поволоцкой А.В,научным руководителем которой являлся автор.Работа выполнена при финансовой поддержке Федерального агентствапо науке и инновациям в рамках государственного контракта №02.513.12.3088потеме:наноструктурированных«Разработкаметаллическихметодаэлементовнаполученияповерхностидиэлектриков с использованием лазерного осаждения металла из жидкойфазыдлясозданияэлементовустройствсовременнойфотоникиимикроэлектроники с участием научных организаций Финляндии» в рамкахфедеральнойцелевойпрограммы«Исследованияиразработкипоприоритетным направлениям развития научно-технологического комплексаРоссии на 2007-2013 годы», а также Министерства образования и наукиРоссийской Федерации в рамках соглашения № 14.604.21.0078 «Разработкаметода синтеза наноразмерных ассоциированных гибридов для созданиялюминесцентных маркеров медико-биологического применения» в рамкахфедеральнойцелевойпрограммы«Исследованияиразработкипоприоритетным направлениям развития научно-технологического комплексаРоссии на 2014-2020 годы»Исследованиявыполненывсотрудничествесгруппойхимиикластерных соединений кафедры неорганической химии СПбГУ (профессорС.П.
Туник, доцент Е.В. Грачева); научной группой профессора М.Д.Михайлова АО «Научно-исследовательский и технологический институтоптическогоматериаловеденияВсероссийскогонаучногоцентра«Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова», департаментомхимииуниверситетаВосточнойФинляндии16(проф.И.О.
Кошевой);диагностикаполученныхгибридныхнаноматериаловпроводиласьсиспользованием современного оборудования исследовательского класса всотрудничестве с институтом Макса Планка науки о свете (департаментомпроф. Герда Лёйкса, а также научной группой проф. Силке Криштиансон);департаментом неорганической и аналитической химии университетаЭрланген-Нюрнберг (в сотрудничестве с научной группой проф. ЖульенаБахмана); Центром наноанализа и электронной микроскопии Департаментаматериаловедения университета Эрланген-Нюрнберг (др. Эрдман Шпикер);ФрицГаберинститутомсообществаМаксаПланка(департаментнеорганической химии, группа электронной микроскопии, др.
МаркВиллингер); российско-германской лаборатории (РГЛ) на синхротронеBESSY-II в Берлинском центре энергий и материалов им. Гельмгольца (др.Д.В.Вялых,др.А.А.Макарова).Исследованияпроводилисьсиспользованием оборудования Научного парка СПбГУ, в частностиресурсных центров: Оптические и лазерные методы исследования вещества,Рентгенодифракционныеметодыисследования,Междисциплинарныйресурсный центр по направлению «Нанотехнологии», Физические методыисследования поверхности, Методы анализа состава вещества.АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИОсновные результаты исследований, представленные в диссертации,докладывались и обсуждались на следующих российских и международныхнаучных симпозиумах и конференциях:IQEC/LAT International quantum electronics conference and laser applicationtechnologies (Москва 2002, Санкт-Петербург 2005); 3d Russian-French lasersymposium (Москва, 2003); 5TH Italian-Russian laser symposium (Москва, 2003);ISUILS International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science, (Палермо2004, Тиррена 2007); WFOPC2005 4th IEEE/LEOS Workshop on fibers andoptical passive components Mondello (Палермо, 2005); StructChem2006StructuralChemistryofPartiallyOrdered17Systems,NanoparticlesandNanocomposites (Санкт-Петербург, 2006); Laser physics (Аштарак 2006);ICONO/LAT International Conference on Coherent and Nonlinear Optics/ Lasers,Applications & Technologies (Минск, 2007, Казань 2010, Москва 2013); JointTaiwan-Russian Symposium Nonlinear optics and photonics (Москва, 2008),Russian-French laser symposium for young scientists (приглашенная лекция)(Лезуш, 2008), International Conference "Laser Optics" (Санкт-Петербург, 2008,2010, 2014), Russian-French-German laser symposium (Нижний Новгород,2009), CLEO/Europe - EQEC 2009 - European Conference on Lasers and ElectroOptics and the European Quantum Electronics Conference (Мюнхен, 2009), ФПО– Фундаментальные проблемы оптики (Санкт-Петербург, 2010), ICUMT International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systemsand Workshops (Москва, 2010), 2nd Chinese-Russian Summer School on “LaserPhysics,FundamentalandAppliedPhotonics(приглашеннаялекция)(Тяньцзинь, 2012), RCLPS-2012 Russian-Chinese Laser Physics Symposium(Москва, 2012), MPLP-2014 Modern problems of laser physics (Новосибирск,2014), 4-ая Международная конференция «Современные нанотехнологии инанофотоника для науки и производства» (Владимир, 2014), NSTI-Nanotech2014 - Nanotechnology Conference and Expo, (Вашингтон, 2014), InternationalWorkshop "Nonlinear Photonics: Theory, Materials, Applications (СанктПетербург, 2011, 2015), Japanese-Russian symposium on photon science (Tokyo,2015, Санкт-Петербург, 2016), Berlin – St.
Petersburg Workshop on Structureand Dynamics of Nanoscopic Matter (Freie Universität Berlin, December 10-11,2015), Quantum physics and informatics (30 November – 4 December, 2015,Rinberg/ Kreuth/ Germany), State-of-the-art Trends of Scientific Research ofArtificial and Natural Nanoobjects (STRANN 2016, Санкт-Петербург, 26-29апреля 2016), Graphene Week 2016 (Варшава, 13-17 июня 2016) и др.По теме диссертации опубликовано 38 работ (26 в отечественных изарубежных журналах, 5 в трудах конференций, 2 монографии, 5 патентов) иболее 40 тезисов докладов.18ГЛАВА 1. Роль лазерного излучения в инициированиихимических реакций 1.1 Развитие лазерных методов в химииСозданиелазеровпозволилосформироватьновыенаправленияисследований, направленные на изучение уникальных эффектов, которыевозникают благодаря специфическим свойствам лазерного излучения(монохроматичность, когерентность, высокая направленность, поляризация,контролируемая энергия импульсов). Одним из таких направлений сталахимия, поскольку появилась возможность инициации химических реакций,исследования их динамики, а также продуктов реакций с использованиемлазерного излучения.Первая публикация под авторством американского физика АртураШавлова (впоследствии получившего Нобелевскую премию «За вклад вразвитиелазернойспектроскопии»),анализирующаяперспективыиспользования лазерного излучения в химии, вышла в свет в ноябре 1960[Schawlow, A.
L. Bell Lab. Rec., November, 403 (1960)] – сразу после созданияТеодором Мейманом рубинового лазера 16 мая 1960. Впоследствии к этойтематике подключилось большое число блестящих ученых (А. Зевейл, В.С.Летохов, Н.В. Карлов и многие другие), обеспечивших стремительныйпрогресс в этой области [13–15]. В результате сформировалось новоенаправление в химии – лазерная химия, которая является динамичноразвивающейся наукой, рассматривающей не только фундаментальныевопросы синтеза/трансформации веществ, но и аналитические задачиисследования их свойств.
В настоящее время лазерная химия занимаетсятакже и вопросами получения твердофазных веществ, структурированных намикро- и наноуровне. Такие методики как лазерная абляция в газовой фазелибо в жидкости [16–19], прямой лазерный синтез [20,21], лазерноиндуцированный перенос вещества от мишени к подложке по ходу лазерноголуча (англ. Laser-induced forward transfer – LIFT) [22–24], лазерное осаждение19из газовой фазы (Laser Chemical Vapor Deposition – LCVD) [25–27], лазернаязапись в стеклах и кристаллах [28–30] являются в настоящее время хорошоразвитыми методами, широко используемыми при получении большогоколичестваматериаловиструктур,обладающихзамечательнымисвойствами.
При этом следует отметить ключевую роль лазерного излучениявуправлениипроцессамиформированиясвойствполучаемых/модифицируемых материалов. Так, например, было обнаружено,что процессы изменения химической структуры стекол под воздействиемлазерногоизлучениямогутсопровождатьсяпроцессамилокальногоизменения химического состава в области лазерного воздействия за счетлазерно-индуцированной миграции химических элементов и формированиянаноструктурированных областей, в том числе, формирования наночастицсеребра в объеме стекла [31–34].В области интересов лазерной химии лежит исследование комплексахимических процессов, инициированных, например, вследствие тепловоговоздействиялазерногоизлучения,резонансногооптического(фотолитического) воздействия, многофотонного возбуждения, процессов влазерной плазме, и т.д.
С помощью лазерного излучения возможно такжеисследованиединамикихимическихреакций,втомчисле,сфемтосекундным разрешением с использованием метода “накачка-проба”(pump-prob), а также осуществление квантового когерентного контроляхимических реакций [35,36]. Адекватный выбор параметров лазерноговоздействия может обеспечить инициацию специфических каналов развитияхимических процессов и, как результат, получение материалов и структур сновыми функциональными свойствами [37]. На рисунке 1.1 представленосхематическое изображение возможности управления каналами протеканияхимических реакций и их продуктами за счет изменения параметровлазерного воздействия [37].20реакция 1Диссоциацияпродуктареакция nпрекурсорУправл.имп., nПрекурсорДиссоциациативноеперестроениепродукт nИзомеризацияпродуктареакция 2Рисунок 1.1 Схематическое изображение возможности управления каналамипротекания химических реакций и их продуктами за счет измененияпараметров лазерного воздействия [37]Первые эксперименты по использованию лазерного излучения в химиибыли нацелены на реализацию селективного возбуждения молекулярныхсистем, как правило, с использованием лазеров ИК диапазона, генерирующихна длинах волн, резонансных с колебательными частотами молекул.
Былопродемонстрировано, что результатом такого воздействия может бытьвозбуждение определенных колебательных связей, изменение химическойактивности по сравнению с равновесными молекулами, изменение каналовразвития химических реакций и, как результат, получение иного продуктахимической реакции [13]. Большая часть экспериментов по селективномулазерному возбуждению проводилась с газовыми смесями, например,содержащими трихлорид бора (BCl3) либо тетрафторгидразин (N2F4) игексафторид серы (SF6), кроме того, была проведена серия успешныхэкспериментов по лазерному разделению изотопов [38–40]. Таким образом,была продемонстрирована возможность прямого управления степеньюэлектронного возбуждения молекул, каналами фотохимических реакций и ихпродуктами за счет выбора параметров лазерного излучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
