Фотофизические свойства полупроводниковых наноматериалов и функциональных композитов на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Соловей Валентин Романович

• Соловей Валентин Романович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Соловей Валентин Романович

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Новые двумерные материалы и их оптоэлектронные свойства

1.2. Квантово-размерные нанокристаллы

1.2.1. Эффект размерного квантования

1.2.2. Основные методы синтеза двумерных нанокристаллов

1.2.3. Оптические свойства и характеристики коллоидных двумерных нанокристаллов во внешнем электрическом поле

1.3. Люминесцентные устройства на основе полупроводниковых

планарных нанокристаллов

1.4. Применение композитных материалов на основе углеродных нанотрубок для создания излучающих устройств и сенсоров методами 2Б/3Б печати

1.5. Двумерные материалы и устройства на их основе

Глава 2. Экспериментальные методы и техника проведения экспериментов

2.1. Экспериментальные методы исследования фотофизических свойств двумерных нанокристаллов во внешнем электрическом поле

2.1.1. Фотолюминесцентная спектроскопия композитных структур, содержащих двумерные нанокристаллы CdTe

2.1.2. Релаксация фотолюминесценции композитных структур с двумерными нанокристаллами CdTe

2.2. Коллоидный синтез и морфологическая характеризация двумерных нанокристаллов CdTe

2.3. Изготовление структур аналогов органических светодиодов для исследования воздействия внешнего электрического поля на двумерные нанокристаллы СёТе

2.4. Разработка композитных материалов на основе углеродных нанотрубок с применением 2Б/3Б печати с целью уменьшения толщин функциональных слоев структур-аналогов органических светодиодов, создания газовых датчиков

2.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния

2.6. Эллипсометрическая спектроскопия

2.7. Атомно-силовая микроскопия

2.8. Сканирующая электронная микроскопия

2.9. Четырехзондовый метод измерения импеданса тонких пленок

2.10. Электронно-лучевое испарение материалов в вакууме

Глава 3. Экспериментальное исследование оптических и электронных свойств композитных структур содержащих нанокристаллы С^е во внешнем электрическом поле

3.1. Основные проблемы и перспективы применения полупроводниковых нанокристаллов для создания люминесцентных устройств

3.2. Спектральные и люминесцентные свойства 2D-нанокристаллов CdTe во внешнем электрическом поле

3.3. Оценка оптического отклика двумерных нанокристаллов CdTe под воздействием внешнего электрического поля

Выводы из Главы

Глава 4. Экспериментальное исследование новых двумерных материалов и применение их для создания сенсоров и приложений плазмоники

4.1. Морфологическая и структурная характеризация композитов на основе

углеродных нанотрубок. Определение порога перколяции

4.1.1. Подготовка составов суспензий с углеродными нанотрубками и композитов на их основе

4.1.2. Электрические свойства тонкопленочных композитов на основе УНТ. Определение порога электрической перколяции

4.2. Оптические и свойства проводимости тонкопленочных композитов на основе углеродных нанотрубок

4.3. Создание газочувствительного датчика на основе композитной пленки, содержащей углеродные нанотрубки

4.4. Создание газочувствительного датчика на основе нового двумерного тонкопленочного материала оксида кобальта, методом 2D/3D печати

4.5. Экспериментальное исследование оптических свойств химически осажденного графена из газовой фазы методом спектроскопии комбинационного рассеяния

4.6. Экспериментальное исследование нового двумерного материала дисульфида рения методом спектроскопии комбинационного рассеяния

4.7. Создание защитного оксидного слоя CuO на поверхности тонких пленок меди методом УФ-озонирования для задач по исследованию гигантского комбинационного рассеяния света в приложениях биосенсорики

Выводы из Главы

Глава 5. Спектроскопия комбинационного рассеяния в задаче определения элементного состава красочных слоев произведений живописи. Экспертиза произведений живописи естественнонаучными методами

5.1. Актуальность и основные методы исследования

5.2. Пробоподготовка и создание образцов для исследования элементного состава красочных слоев живописи

5.3. Применение спектроскопии комбинационного рассеяния для определения элементного состава красочных слоев микрошлифов красочных слоев картины

Выводы из главы

Заключение

Список используемых источников

Список рисунков

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фотофизические свойства полупроводниковых наноматериалов и функциональных композитов на их основе»

Введение

Актуальность темы. В современной науке и технике наноразмерные структуры на основе двумерных материалов нашли широкое применение в качестве составляющей элементной базы наноэлектроники, оптоэлектроники и нанофотоники [1-3]. Свойства этих материалов удовлетворяют критериям, которые диктуются теми или иными прикладными задачами [4,5]. Одними из наиболее перспективных двумерных материалов для изготовления оптоэлектронных и нанофотонных устройств являются коллоидные полупроводниковые нанокристаллы [6], двумерные материалы на основе графена и углеродных нанотрубок [7,8], халькогениды [9-11] и дихалькогениды [12], а также различные металлооксидные соединения [13-15]. В частности, для нанооптических применений возможно использование нанокристаллов на основе халькогенидов кадмия, которые обладают рядом привлекательных оптических свойств, таких как узкие линии люминесценции, малые времена релаксации люминесценции и высокая стабильность под воздействием внешних факторов. На основе наноразмерных тонкопленочных структур, содержащих графен и углеродные нанотрубки возможно создание прозрачных гибких приложений для наноэлектроники, биосенсорики, эффективных устройств для преобразования солнечной энергии, а также других сенсорных устройств по типу газовых датчиков или нанофотонных сенсоров. Применение и разработка методов 2Б/3Б печати позволяет создавать эффективные устройства в едином непрерывном цикле с выдающимися физическими (малые толщины) и оптическими (прозрачность в видимом диапазоне) характеристиками. Печатные технологии также позволяют получать устройства с произвольными физическими размерами, например композитные пленки разной площади и толщины на различных, в том числе гибких подложках.

Несмотря на то, что существует достаточное число публикационных работ [16,17], посвящённых изготовлению нанофотонных устройств на основе

двумерных материалов, влияние внешнего электрического поля на свойства двумерных полупроводниковых нанокристаллов в структуре фотонных устройств или аналогичных устройств органо-неорганическим светодиодам рассмотрено недостаточно подробно, а разработка печатных технологий с применением таких материалов является крайне актуальной [18].

С точки зрения разработки универсальных двумерных материалов, применяемых в гибкой прозрачной электронике и нанофотонике, стоит важная задача получения эффективных аналогов известных материалов по типу оксида индия олова, обладающего отличными оптическим свойствами и свойствами электрической проводимости. Данный материал не может применятся в гибких приложениях из-за ограничений, диктуемых кристаллической структурой. Применение новых двумерных материалов таких как графен и углеродные нанотрубки раскрывает широкие возможности для получения гибких структур на их основе с хорошими электрооптическими свойствами.

Оптические свойства и электрическая проводимость тонких композитных пленок на основе углеродных нанотрубок зависят от массового содержания нанотрубок в композите, от толщины и морфологии тонких пленок, полученных путем 2Б/3Б печати композитов [19]. В этой связи особый интерес связан с возможностью контроля и оптимизации композитов тонкопленочных структур с целью повышения электрической проводимости и оптической прозрачности, т.е. поиск оптимальных режимов нанесения композитов (контроль динамической вязкости композитных суспензий, скорости и метода нанесения, соблюдение температурных параметров и контроль влияния внешней среды). Главной задачей является анализ свойств тонкопленочных композитных структур и выявление взаимосвязей между электрическими и оптическими характеристиками и протоколами синтеза. На оптические и механические свойства тонких композитных пленок существенное влияние оказывает выбор стабилизирующих прекурсоров и матриц. Например, в случае тонкопленочных структур на основе двумерных материалов и полимерных матриц (для фотодетекторов, солнечных

элементов, сенсорных приложений), учитывается влияние всех факторов, а также производятся математические расчеты для получения устройств с высокой квантовой эффективностью.

Практическое применение и потенциал перехода к массовому производству нанофотонных устройств предполагает замену широко используемых классических дорогостоящих материалов на более простые с точки зрения синтеза, а также замену сложных техпроцессов на более простые и универсальные с применением 2Б/3Б печати выполняемого в едином цикле. Помимо демонстрации сравнимых характеристик электрической проводимости и оптических свойств, необходимо продемонстрировать эффективность и работоспособность исследуемых материалов в конкретных устройствах, например, в устройствах-аналогах ограно-неорганических светодиодов - диэлектрических гибридных композитных матрицах, прототипах газочувствительных сенсоров.

Цель диссертационной работы. Целью работы является разработка методики получения тонких пленок с контролируемыми (заданными) оптоэлектронными свойствами на основе полупроводниковых композитов.

Объекты исследования. Объектами исследования являются нанокомпозиты содержащие полупроводниковые двумерных нанокристаллы теллурида кадмия (CdTe), композиты на основе полупроводниковых углеродных нанотрубок, прозрачные композитные проводники на основе полупроводниковых углеродных нанотрубок, тонкие пленки меди, нанокристаллические оксидные пленки CuO.

Научная новизна диссертационной работы. Впервые были изучены оптические свойства полупроводниковых двумерных нанокристаллов теллурида кадмия (CdTe) в структуре композита активного слоя устройства-аналога органического светодиода при воздействии внешнего электрического поля. Разработанное устройство представляет собой тонкую диэлектрическую композитную матрицу с двумерными нанокристаллами CdTe, заключенную между стеклянными пластинами с оксидом индия-олова.

- Экспериментально показано, что при воздействии внешнего электрического поля на диэлектрической композит, содержащий двумерные нанокристаллы CdTe, происходит падение интегральной интенсивности фотолюминесценции нанокристаллов на 15% (0-90 кВ/см) с последующим восстановлением интенсивности при понижении поля до 0 кВ/см. Замечен рост интенсивности относительно изначального положения на 5% при снятии внешнего воздействия. Было продемонстрировано, что влияние электрического поля на нанокристаллы является полностью обратимым и объясняется данный эффект диссоциацией экситонов, а повышение интенсивности - наличием в системе остаточных зарядов после прекращения воздействия электрического поля.

- Впервые была продемонстрирована возможность управления оптическим откликом двумерных нанокристаллов теллурида кадмия. Методом время-зависимых измерений релаксации фотолюминесценции был изучен оптический отклик нанокристаллов CdTe, находящихся в структуре композитов во внешнем электрическом поле. Обнаружено, что доля «быстрых» фотонов в кривых релаксации фотолюминесценции увеличивается в 2 раза на наносекундном интервале (1-40 нс) и падает более чем на порядок на больших временных интервалах (0.6-1.6 мкс) при достижении величины электрического поля 90 кВ/см. Полученные экспериментальные результаты и моделирование на их основе позволяют сделать предположение о том, что внешнее электрическое поле препятствует захвату одного из носителей заряда экситона в долгоживущую (порядка нескольких микросекунд) ловушку и как следствие рекомбинация экситонов происходит на наносекундных временных масштабах.

- Разработаны композиты двух типов: с использованием стекловолоконной матрицы с размерами пор 25 мкм и пористой матрицы смешанных эфиров целлюлозы с размерами пор 45 мкм на основе полимерной проводящей суспензии состоящей из полупроводниковых углеродных нанотрубок (с 0,11 % и 5 % масс. для первого и второго композитов соответственно), стабилизированной метанол-поливинилбутиральным раствором. Определены свойства электрической

проводимости стекловолоконного и целлюлозного композитов в зависимости от характеристик состава (массовой доли содержания углеродных нанотрубок).

- На основе стекловолоконного и целлюлозного композитов методом 2D/3D печати получены тонкие проводящие пленки со слоевым сопротивлением ~400-500 Ом/и. Пленки на основе первого композита не обладали оптической прозрачностью. Тонкие пленки, целлюлозного композита обладали прозрачностью ~40% в диапазоне длин волн 400-900 нм. На основе описанных тонкопленочных структур был разработан газочувствительный композит (с толщиной менее 50 мкм).

- Разработан проводящий композит на основе полимерной проводящей суспензии, состоящей из полупроводниковых углеродных нанотрубок (20% масс.), стабилизированной тетрахлорэтан-полиарилатным раствором. На основе полиарилатного композита впервые получены прозрачные (~80 % в диапазоне длин волн 400-900 нм) тонкие (менее 1 мкм) пленки со слоевым сопротивлением 120 Ом/и. Введение нового тетрахлорэтан-полиарилатного стабилизатора и применение метода 2D/3D печати позволило получить (без необходимости использования волокнистых матриц) механически прочные, гибкие, прозрачные проводники, являющиеся с коммерческой точки зрения более доступными аналогами кристаллического оксида индия-олова.

- Впервые продемонстрирована возможность создания защитного тонкопленочного оксидного слоя CuO на поверхности медных пленок методом УФ-озонирования для приложений нанофотоники.

Теоретическая и практическая значимость результатов работы.

Изучены факторы, влияющие на оптоэлектронные свойства двумерных полупроводниковых нанокристаллов, тонкопленочных композитных структур на основе углеродных нанотрубок. Определена зависимость фотофизических свойств двумерных нанокристаллов теллурида кадмия от параметров внешнего электрического поля. Продемонстрированы механизмы воздействия

электрического поля на оптические свойства нанокристаллов, помещенных в активный слой аналогичных органо-неорганическим светодиодам структур. Разработаны проводящие полимерные суспензии с углеродными нанотрубками и композиты на их основе. Разработаны методики 2D/3D печати для создания тонкопленочных композитных структур. Исследованы электрические и оптические свойства тонких композитных пленок трех типов. Показаны зависимости характеристик проводимости от параметров состава композитов. Показана возможность улучшения физических свойств структуры аналога органического светодиода при применении методов 2D/3D печати (уменьшение толщин функциональных слоев на порядок). На основе композитов двух типов создан прототип газочувствительного сенсора. Путем модификации суспензий с углеродными нанотрубками и замещения стабилизирующего полимера получен композит третьего типа с улучшенными электрическими, оптические характеристиками. На его основе с использованием разработанной методики 2D/3D печати получены тонкие оптически прозрачные проводящие композитные пленки. Значения электрической проводимости и оптической прозрачности этих пленок приведены в соответствие дорогим коммерческим аналогам. Кроме того, полученные композитные структуры обладают высокой механической прочностью, термически устойчивы и могут из суспензии наноситься на любые поверхности и, в том числе гибкие на гибкие подложки разных типов. Данные результаты являются привлекательными с точки зрения создания коммерчески более доступного аналога прозрачного проводника на основе оксида индия олова. С применением УФ-озонирования разработан метод создания защитного тонкопленочного оксидного слоя CuO на поверхности тонких медных пленок для приложений нанофотоники, а также продемонстрирована возможность применения метода в производственных масштабах.

Личный вклад. Все основные результаты диссертационной работы были получены соискателем лично, либо при его непосредственном участии. Автор работы самостоятельно производил измерения оптоэлектронных свойств

тонкопленочных композитов, разрабатывал полимерные суспензии и композитные тонкие пленки на их основе, проводил численные расчеты и сопутствующие технические работы по соответствующим протоколам. Автор активно принимал участие и разрабатывал экспериментальные методы, производил анализ результатов и их теоретическое обоснование. Соискатель активно участвовал на всех этапах выполнения работ, от постановки научных и технических задач до их решения и последовательного обоснования результатов, а также при подготовке отчетных и публикационных работ.

Основные методы исследования. В данной работе применялись методы оптической и время-разрешенной фотолюминесцентной спектроскопии, спектроскопия комбинационного рассеяния, спектроскопическая эллипсометрия, сканирующая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, электронно-лучевое напыление металлических и диэлектрических пленок в вакууме, 2D/3D печать, метод измерения слоевого поверхностного сопротивления материалов. Для расчетов и обработки данных применялось моделирование в программных средах MATLAB, Origin, OMNIC, LabSpec и др.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Прозрачные композитные диэлектрические структуры, содержащие полупроводниковые двумерные нанокристаллы теллурида кадмия (CdTe), обеспечивают обратимое управление механизмами релаксации их фотолюминесценции и оптическим откликом во внешнем электрическом поле 0-90 кВ/см. Внешнее электрическое поле 90 кВ/см приводит к двухкратному приросту статистики фотонов на интервале 1-40 нс и уменьшению доли «медленных» фотонов на порядок (0.6-1.6 мкс), при этом падение интенсивности пика межзонной люминесценции нанокристаллов CdTe составляет всего 15%.

• Проводящие композиты двух типов с полупроводниковыми углеродными нанотрубками на матрице из стекловолокна и матрице смешанных эфиров

целлюлозы (с размерами пор 25 и 0,45 мкм; с 0,11 % и 5 % масс. углеродных нанотрубок соответственно) обеспечивают возможность создания на их основе тонких (20 мкм) проводящих пленок (400 Ом/и) с оптической прозрачностью в видимом диапазоне (400-900 нм) 0 и ~40% соответственно. На основе тонких пленок проводящих композитов разработан газочувствительный композит (толщиной менее 50 мкм).

• Композит с полупроводниковыми углеродными нанотрубками (20% масс.) на полиарилатной основе позволил создать тонкие (менее 1 мкм) пленки с оптической прозрачностью ~80% (в диапазоне длин волн 400900 нм) и слоевым сопротивлением 120 Ом/и, методом 2D/3D печати.

• Методика создания композитного металлооксидного защитного слоя CuO для сохранения оптических и плазмонных свойств тонких пленок меди с использованием УФ-озонирования для нанофотонных приложений.

• Методика определения элементного состава функциональных, красочных слоев произведений живописи на основе анализа их спектров комбинационного рассеяния и спектров люминесценции.

Достоверность экспериментальных результатов. Достоверность результатов, изложенных в диссертационной работе, обеспечена использованием высокоточных современных измерительных приборов и работой со стандартными образцами с заданными характеристиками, а также подтверждается высокой воспроизводимостью результатов. При численном моделировании производилась оценка и сопоставление результатов экспериментов с моделями, описанными в теории и тематических публикационных работах. Достоверность описанных оптоэлектронных свойств композитных тонкопленочных структур обеспечивается согласием с характеристиками оптических устройств, созданных с применением исследуемых композитных материалов и их аналогов. Сформулированные в диссертационной работе выводы и положения прошли высококвалифицированную апробацию на конференциях, российских и международных. Достоверность

положений и выводов подтверждается публикационными работами по теме исследования в научных изданиях, индексируемых WoS и Scopus.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы прошли апробацию на 8 конференциях, таких как: международная конференция по метаматериалам и нанофотонике METANANO 2020 и METANANO 2021, на V и VI «Международных конференциях по фотонике и информационной оптике» НИЯУ МИФИ 2017 и 2018 года, на «VII Международной молодежной научной школе-конференции «Современные проблемы физики и технологий», на научном форуме на базе производственной организации ООО «АкКоЛаб» на тему «Принтерные технологии в электронике и других областях техники». Материалы и устройства для печати», на ежегодном международном молодежном информационном форуме «ЛОМОНОСОВ» МГУ 2015, 2016, 2017 и 2018 года, на 63-й Всероссийской научной конференции МФТИ, а также на были заслушаны на научных семинарах Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, а также на научных семинарах отдела Люминесценции ФИАН.

Публикации по тематике работы. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, были опубликованы в зарубежных журналах: 9 печатных работ, входящих в базы цитирования WoS и Scopus; 5 работ представлены в сборниках трудов международных конференций. Получен один патент на изобретение. Все основные публикационные работы входят в список изданий, рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских и докторских диссертаций.

Список публикаций по теме диссертационной работы:

1. Tatmyshevskiy M.K., Yakubovsky D.I., Kapitanova O.O., Solovey V.R., Vyshnevyy A.A., Ermolaev G.A., Klishin Y.A., Mironov M.S., Voronov A.A., Arsenin A.V., Volkov V.S., Novikov S.M. Hybrid Metal-Dielectric-Metal Sandwiches for SERS Applications // Nanomaterials. 2021. Vol. 11. № 12. P. 3205.

2. Solovey V.R., Yakubovsky D.I., Ermolaev G.A., Lebedinskij Y.Y., Markeev A.M., Voronov A.A., Zamboni F., Popok V.N., Arsenin A.V., Volkov V.S. and Novikov S.M. UV/Ozone

Treatment and Open-Air Copper Plasmonics // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2015, № 1. P. 012148.

3. El-Sayed M.A., Ermolaev G.A., Voronin K.V., Romanov R.I., Tselikov G.I., Yakubovsky D.I., Doroshina N.V., Nemtsov A.B., Solovey V. R., Voronov A.A., Novikov S.M., Vyshnevyy A.A., Markeev, A.M., Arsenin, A.V., Volkov, V.S. Optical Constants of Chemical Vapor Deposited Graphene for Photonic Applications // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, №5. P. 1230.

4. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Yu., Vlasov I.S., Solovey V.R., Shelaev A.V., Simonenko E.P., Glumov O.V., Melnikova N.A., Kozodaev M.G., Markeev A.M., Lizunova A. A., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Microplotter printing of planar solid electrolytes in the CeO2-Y2O3 system // Journal of Colloid and Interface Science. 2021. Vol. 588, P. 209-220.

5. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Yu., Mokrushin A.S., Solovey V.R., Pozharnitskaya V.M., Simonenko E.P., Glumov O.V., Melnikova N.A., Lizunova A.A., Kozodaev M.G., Markeev A.M., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Pen plotter printing of Co3O4 thin films: features of the microstructure, optical, electrophysical and gas-sensing properties // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 832. P. 154957.

6. Simonenko N.P., Solovey V.R., Shumikhin K.V., Lizunova A.A., Lisovskii S.V., Liubavskaya E.A., Seregina T.V., Basova I.G., Dyakonova Y.B., Simonenko T.L., Simonenko E.P., Volkov I.A., Khalturin Y.A. & Ivanov V.V. A study of "The Portrait of F.P. Makerovsky in a Masquerade Costume" by Dmitry Levitsky from the collection of the State Tretyakov Gallery // Heritage Science. 2020, Vol. 8, №6. P. 1573.

7. Варфоломеев А.В., Волков И.А., Соловей В.Р., Маэдер Т. Патент RU2688742 на изобретение «Газочувствительного композита и способа его изготовления».

8. Varfolomeev A.V., Solovey V.R., Volkov I.A., Maeder T. Synthesis and Investigation of Electrical Properties of Carbon Nanotube - Porous Matrix Composites near the Percolation Threshold // Oriental journal of chemistry. 2018. Vol. 34. P. 24-29.

9. Vitukhnovsky A.G., Selyukov A.S., Solovey V.R., Vasiliev R.B., Lazareva E.P. Photoluminescence of CdTe colloidal quantum wells in external electric field // Journal of Luminescence. 2017. Vol. 186. P. 194-198.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Новые двумерные материалы и их оптоэлектронные свойства

Новые двумерные материалы широко применяются в оптоэлектронике, наноэлектронике и нанофотонике [1-3,20-29]. Одними из наиболее перспективных двумерных материалов для изготовления оптоэлектронных и нанофотонных устройств являются коллоидные полупроводниковые нанокристаллы [6], двумерные материалы на основе графена и углеродных нанотрубок [7,8], халькогениды и дихалькогениды, а также различные металлооксидные соединения [13-15]. В частности, для нанооптических применений возможно использование нанокристаллов на основе халькогенидов кадмия, которые обладают рядом привлекательных оптических свойств, таких как узкие линии люминесценции, малые времена релаксации люминесценции и высокая стабильность люминесцентных свойств под воздействием внешних факторов [18]. На основе наноразмерных тонкопленочных структур, содержащих графен и углеродные нанотрубки возможно создание прозрачных гибких гибридных приложений для наноэлектроники, биосенсорики, эффективных устройств для преобразования солнечной энергии, а также других сенсорных устройств по типу газовых датчиков или нанофотонных сенсоров [30-35]. Применение и разработка методов 2D/3D печати позволяет создавать эффективные устройства в едином непрерывном цикле с выдающимися физическими и оптическими характеристиками. Печатные технологии также позволяют получать устройства с произвольной геометрией и физическими размерами (наноразмерного масштаба). С точки зрения разработки универсальных двумерных материалов, применяемых в гибкой прозрачной электронике и нанофотонике, стоит важная задача получения эффективных аналогов известных дорогостоящих материалов по типу оксида индия олова, обладающего отличными оптическим и электрическими свойствами. Данный материал не может применятся в гибких приложениях из-за ограничений, диктуемых его кристаллической структурой. Применение новых двумерных

материалов таких как графен и углеродные нанотрубки раскрывает широкие возможности для получения гибких гибридных структур на основе композитов с оптимальными электрооптическими свойствами.

Оптические свойства и электрическая проводимость тонких композитных пленок на основе углеродных нанотрубок зависят от массового содержания нанотрубок в композите, от толщины и морфологии тонких пленок, полученных путем 2D/3D печати композитов [19]. В этой связи особый интерес связан с возможностью контроля и оптимизации композитов тонкопленочных структур с целью повышения электрической проводимости и оптической прозрачности, т.е. поиск оптимальных режимов нанесения композитов (контроль динамической вязкости композитных суспензий, скорости и метода нанесения, соблюдение температурных параметров и контроль влияния внешней среды). Главной задачей является анализ свойств тонкопленочных композитных структур и выявление взаимосвязей между электрическими и оптическими характеристиками и протоколами синтеза. На оптические и механические свойства тонких композитных пленок существенное влияние оказывает выбор стабилизирующих прекурсоров и матриц. Например, в случае тонкопленочных структур на основе двумерных материалов и полимерных матриц (для фотодетекторов, солнечных элементов, сенсорных приложений), учитывается влияние всех факторов, а также производятся математические расчеты для получения устройств с высокой квантовой эффективностью. Практическое применение и потенциал перехода к массовому производству нанофотонных устройств предполагает замену широко используемых классических дорогостоящих материалов на более простые с точки зрения синтеза, а также замену сложных техпроцессов более простыми и универсальными с применением 2D/3D печати, выполняемой в едином цикле. Помимо демонстрации сравнимых характеристик электрической проводимости и оптических свойств, необходимо продемонстрировать эффективность и работоспособность исследуемых материалов в конкретных устройствах, например, в устройствах-аналогах ограно-неорганических светодиодов (диэлектрических

гибридных композитных матрицах), прототипах газочувствительных датчиков. Тонкие квазидвумерные материалы широко применяются в различных нанофотонных приложениях и приложениях плазмоники, сенсорики (биосенсоры, нанолазеры, метаматериалы и метаповерхности, фотонные гиперкристаллы и др. [20-29]). Производится поиск метаматериалов с очень низким поглощением в оптическом диапазоне, а также разрабатываются технологии создания тонкопленочных композитных структур с заданными свойствами для нанофотонных приложений и приложений гибкой электроники.

1.2. Квантово-размерные нанокристаллы

Наноразмерные объекты на сегодняшний день представляют особый интерес для науки и техники. На них возлагаются большие надежды, поскольку сочетание свойств, как объёмных материалов, так и отдельных молекул или атомов, открывают широкие перспективы использования их в различных технических приложениях, в особенности, в электронике, оптоэлектронике, нанофотонике, биологии и медицине. В настоящее время одной из наиболее актуальных прикладных научных задач является создание энергоэффективных источников излучения широкого спектра применения, в частности - создание светодиодов нового типа на основе органо-неорганических фотоэмиссионных материалов и нанокристаллов [36,37,38].

Первые нанокристаллы (квантовые точки PbS) фактически были синтезированы более чем 2000 лет назад с использованием таких распространённых в природе веществ, как РЬО, Са(ОН)2 и воды. В более поздний период истории были совершены открытия, благодаря которым стал возможен синтез квантовых точек с контролем их размеров в силикатных стёклах, что позволило изменять цветовые характеристики стёкол. В начале 20-го века квантовые точки CdS и CdSe входили в состав силикатных композитов в качестве включений, что придавало стёклам красно-жёлтый оттенок. В 1932 году при

рентгеновской дифракции Роксби показал, что именно включения CdS и CdSe ответственны за изменения оттенков стёкол. Ранее, допированные полупроводниковыми частицами материалы, также использовались для изготовления оптических фильтров. В 1981 году Л.А. Екимовым был обнаружен сдвиг спектра оптического излучения в коротковолновую область для нанокристаллов СиС1. В 1982 году Эфрос показал, что эффект размерного квантования (изменение оптических и оптоэлектронных свойств в зависимости от размера) может быть использован для контроля цветовых характеристик стекол за счёт изменения размеров частиц, либо изменения соотношения компонентов в нанокристаллах CdSxSel-x. Позднее, в 1991 году Россетти сообщил об изменениях цветовых характеристик коллоидных растворов полупроводниковых нанокристаллов. В тот период времени было разработано несколько различных методов синтеза полупроводниковых нанокристаллов. В течение последних двух десятилетий ведутся обширные теоретические и экспериментальные исследования, целью которых является изучение фундаментальных свойств полупроводниковых нанокристаллов, а также коммерциализация технических приложений на их основе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соловей Валентин Романович, 2022 год

Список используемых источников

1. Chen Z., Nadal B., Mahler B., Aubin H., Dubertret B. Quasi-2D Colloidal Semiconductor Nanoplatelets for Narrow Electroluminescence // Advanced Functional Materials. 2014. Vol. 24 P. 295-302.

2. Vitukhnovsky A.G., Lebedev V.S., Selyukov A.S., Vashchenko A.A., Vasiliev R.B., Sokolikova M.S. // Chemical Physics Letters. 2015. Vol. 619. P. 185-188.

3. Fan F., Kanjanaboos P., Saravanapavanantham M., Beauregard E., Ingram G., Yassitepe E., Adachi M.M., Voznyy O., Johnston A.K., Walters G., Kim G.H., Lu Z.H., Sargent E.H. // Nano Letters. 2015. Vol. 15. P. 4611-4615.

4. Grim J.Q., Christodoulou S., Di Stasio F., Krahne R., Cingolani R., L. Manna, Moreels I., Continuous-wave biexciton lasing at room temperature using solution-processed quantum wells // Nature Nanotechnology. 2014. Vol. 9. P. 891-895.

5. Guzelturk B., Kelestemur Y., Olutas M., Delikanli S., Demir H.V. Amplified Spontaneous Emission and Lasing in Colloidal Nanoplatelets // ACS Nano. -2014. Vol. 8. P. 6599-6605.

6. Lhuillier E., Dayen J.F., D.O. Thomas, A. Robin, Doudin B., Dubertret B. // Nano Letters. 2015. Vol. 15. P. 1736-1742.

7. Yamashita Sh. at all. A Tutorial on Nonlinear Photonic Applications of Carbon Nanotube and Graphene // Journal of Lightwave Technology. 2011. Vol. 30 (3). P. 427-447.

8. Seo S.D., Hwang I.S., Lee S.H., Shim H.W., Kim D.W., 1D/2D carbon nanotube/graphene nanosheet composite anodes fabricated using electrophoretic assembly // Ceramics International. 2012. Vol. 38(4). P. 3017-3021.

9. Manna L., Scher E.C., Alivisatos A.P. Synthesis of Soluble and Processable Rod-, Arrow-, Teardrop-, and Tetrapod-Shaped CdSe Nanocrystals // Chem. Soc. 2000. Vol. 122. P. 12700-12706.

10. Kuno M., Ahmad O., Protasenko V., Bacinello D., Kosel T.H. Solution-Based Straight and Branched CdTe Nanowires// Chemistry of Materials. 2006. Vol. 18. P. 5722-5732.

11. Ithurria S., Dubertret B. Quasi 2D Colloidal CdSe Platelets with Thicknesses Controlled at the Atomic Level // Journal of the American Chemical Society. 2008. Vol. 130, P. 16504-16505.

12. Ottaviano L. et al., Mechanical exfoliation and layer number identification of MoS2 revisited // 2D Materials. 2017. Vol. 4. P. 45013.

13. Ren Q., Feng Z., Mo S., Huang C., Li S., Zhang W., Chen L., Fu M., Wu J., Ye D. 1DCo3O4, 2D-Co3O4, 3D-Co3O4 for catalytic oxidation of toluene // Catalysis Today. 2019. P. 160- 167.

14. Liu J., Li J., Meng R., Jian P., Wang L. Silver nanoparticles-decorated-Co3O4 porous sheets as efficient catalysts for the liquid-phase hydrogenation reduction of p-Nitrophenol, J. // Journal of Colloid and Interface Science. 2019, Vol. 551. P. 261- 269.

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Xu J.M., Cheng J.P. The advances of Co3O4 as gas sensing materials: a review //

Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 68. P. 753-768.

Miller D.A.B., Chemla D.S., Damen T.C., Gossard A.C., Wiegmann W., Wood

T.H., Burrus C.A. Band-edge electroabsorption in quantum well structures: the

quantum-confined Stark effect // Physical Review Letters. 1984. Vol. 53, №2 22. P.

2173.

Гуринович Л.И., Лютич, А.А., Ступак А.П., Прислопский С.Я., Русаков Е.К., Артемьев М.В., et al. Люминесценция квантово-размерных нанокристаллов и наностержней селенида кадмия во внешнем электрическом поле // Физика и техника полупроводников. 2009. Vol. 43(8).

Zhigang Li, Zhigang Rick Li, Hong Meng, Organic Light-Emitting Materials and Devices // Teylor & Francis. 2006. Vol. 1. P. 673-692.

Shklovskii B., Efros A. Electronic properties of doped semiconductors // Springer series in Solid State Science. 1984. Vol. 45. P. 388.

Ray S.C. Preparation of copper oxide thin film by the sol-gel-like dip technique and study of their structural and optical properties // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2001. Vol. 68. P. 307-312.

Poizot P., Laruelle S., Grugeon S., Taracon J. M. Chemlnform Abstract: Nano-Sized Transition-Metal Oxides as Negative-Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries // Nature. 2000. Vol. 407. P. 496-499. S. Maier Plasmonics: Fundamentals and Applications // Springer. 2007. Bochenkov V., Baumberg J., Noginov M., Benz F., Aldewachi H., Schmid S., Podolskiy V., Aizpurua J., Lin K., Ebbesen T., Kornyshev A.A., Hutchison J., Matczyszyn K., Kumar S., Nijs B., Fortuno F.R., Hugall J.T., Roque P., Hulst N., Kotni S., Martin O, Abajo F.J.G., Flatte M., Mount A., Moskovits M., Ginzburg P., Zueco D., Zayats A., Oh S.H., Chen Y., Richards D., Belardini A. and Narang P. Applications of plasmonics: general discussion // Faraday Discuss. 2015. Vol. 178. P. 435-466.

Spackova B., Wrobel P., Bockova M., Homola J. Optical biosensors based on plasmonic nanostructures: a review // Proceedings of the IEEE. 2016. Vol. 104(12). P. 2380-2408.

Fang Y., Sun M., Nanoplasmonic waveguides: towards applications in integrated nanophotonic circuits // Light: Science & Applications. 2015. Vol. 4(6), P. 294. Gwo S., Shih C.-K. Semiconductor plasmonic nanolasers: current status and perspectives // Reports on Progress in Physics. 2016. Vol. 79(8). P. 086501. Palomba S., Zhang S., Park Y., Bartal G., Yin X., Zhang X. Optical negative refraction by four-wave mixing in thin metallic nanostructures // Nature Materials. 2011. Vol. 11(1). P. 34-38.

Pors A., Nielsen M.G., Bozhevolnyi S.I. Analog computing using reflective plasmonic metasurfaces // Nano Letters. 2015. Vol. 15(1). P. 791-797. Galfsky T., Gu J., Narimanov E. E., Menon V.M. Photonic hypercrystals for control of light-matter interactions // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017. Vol. 114(20). P. 5125-5129.

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

Bauhofer W., Kovacs J. A Review and Analysis of Electrical Percolation in Carbon Nanotube Polymer Composites // Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69. P. 1486-1498.

Jin J., Zhang L., Chen W., Li C.-Z. Synthesis of glass fiber-multiwall carbon nanotube hybrid structures for high-performance conductive composites // Polymer Composites. 2013. Vol. 34. P. 1313-1320.

Gao S., Zhuang R., Zhang J., Liu J., Mader E. Glass Fibers with Carbon Nanotube Networks as Multifunctional Sensors // Advanced Functional Materials. 2010. Vol. 20. P. 1885-1893.

Volkov I., Varfolomeev A., Krasnoselsky S., Ivanov V., Maeder T. Impedance Spectroscopy Study of Carbon Nanotube-Glass Microfiber Composites // Oriental Journal of Chemistry. 2016. Vol. 32. P. 2857-2861.

Islam M.F., Rojas E., Bergey D.M., Johnson A.T., Yodh A.G. High Weight Fraction Surfactant Solubilization of Single-Wall Carbon Nanotubes in Water // American Chemical Societ. 2003. Vol. 30. P. 2002.

Shklovskii B., Efros A. Electronic properties of doped semiconductors // Springer series in Solid State Science. 1984.

Adachi C., Baldo M.A., Thompson M.E., Forrest S.R. Nearly 100% internal phosphorescence efficiency in an organic light-emitting device // Journal of Applied Physics. 2001. Vol. 90(10). P. 5048-5051.

Sun Y., Forrest S.R. High-efficiency white organic light emitting devices with three separate phosphorescent emission layers // Applied Physics Letters. 2007. Vol. 91(26). P. 263503.

Wu C.-C., Lin Y.-T., Wong K.-T. Efficient Organic Blue-Light-Emitting Devices with Double Confinement on Terfluorenes with Ambipolar Carrier Transport Properties // Advanced Materials. 2004. Vol. 16(1). P. 61-65. Ekimov, A.I., Onushchenko, A.A. Quantum size effect in the optical-spectra of semiconductor micro-crystals // Soviet Physics Semiconductors. 1982. 16(7). P. 775-778.

Murray C.B., Norris D.J., Bawendi M.G. Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E = sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystal-lites // Journal of the American Chemical Society. 1993. Vol. 115(19). P. 87068715.

Peng X., Manna L., Yang W. Shape control of CdSe nanocrystals // Nature. 2000. Vol. 404(6773). P. 59.

Vitukhnovsky A.G., Shul'ga A.S., Ambrozevich S.A. et al. Effect of branching of tetrapod-shaped CdTe/CdSe nanocrystal heterostructures on their luminescence // Physics Letters A. 2009. Vol. 373(26). P. 2287-2290.

Talapin D.V., Nelson J.H., Shevchenko E.V. andl Aloni S. et al. Seeded Growth of Highly Luminescent CdSe/CdS Nanoheterostructures with Rod and Tetrapod Morphologies // Nano Letters. 2007. Vol. 7(10). P. 2951-2959. Dabbousi B.O., Rodriguez-Viejo, J., Mikule F.V., Heine, J.R., Mattoussi H., Ober R. et al. (CdSe) ZnS core-shell quantum dots: synthesis and characterization of a

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

size series of highly luminescent nanocrystallites // The Journal of Physical Chemistry B. 1997. Vol. 101(46). P. 9463-9475.

Васильев, Р.Б., Дирин, Д.Н. Квантовые точки: синтез, свойства, применение. М.: ФНМ. 2007.

Weisbuch, C., Vinter, B. Quantum semiconductor structures: Fundamentals and applications // Academic press. 2014.

Pidgeon, C.R. Brown, R.N. Interband magneto-absorption and Faraday rotation in InSb. Physical Review. 1996. Vol. 146(2). P. 575-583.

Ithurria S., Tessier M.D., Mahler B., Lobo R.P.S.M., Dubertret B., Efros A.L. Colloidal nanoplatelets with two-dimensional electronic structure // Nature materials. 2011. Vol. 10(12). P. 936-941.

Eychmuller A. Structure and photophysics of semiconductor nanocrystals // The Journal of Physical Chemistry B. 200. Vol. 104(28). P. 6514-6528. Ченг Л. и Плог К. Молекулярно-лучевая Эпитаксия и Гетероструктуры // М: Мир. 1989. С. 584.

Ledentsov N.N., Ustinov V.M., Shchukin V.A., Kop'ev P.S., Alferov Z.I., Bimberg D. Quantum dot heterostructures: fabrication, properties, lasers (Review) // Semiconductors. 1998. Vol. 32(4). P. 343-365.

Efros A.L., Efros Al.L. Interband absorption of light in a semiconductor sphere //

Soviet Physics Semiconductors. 1982. Vol. 16. P. 772-775.

Ekimov A.I., Onushchenko A.A. Quantum size effect in the optical spectra of

semiconductor microcrystals. Soviet Physics Semiconductors. 1982. Vol. 16. P.

775-778.

Efros, A. L., Rosen, M. The Electronic structure of semiconductor nanocrystals // Annual Review of Materials Science. 2000. Vol. 30(1). P. 475-521. Steigerwald M.L., Brus L.E. Synthesis, stabilization, and electronic structure of quantum semiconductor nanoclusters // Annual Review of Materials Science. 1989. Vol. 19. P. 471-495.

Cozzoli P.D., Pellegrino T., Manna L. Synthesis, properties and perspectives of hybrid nanocrystal structures. Chemical Society Reviews. 2006. Vol. 35(11). P. 1195-1208.

Yin Y., Alivisatos A.P. Colloidal nanocrystal synthesis and the organic-inorganic interface // Nature. 2005. Vol. 437(7059). P. 664-670.

Li Z., Peng X. Size/shape-controlled synthesis of colloidal CdSe quantum disks: Ligand and temperature effects // Journal of the American Chemical Society. 2011. Vol. 133(17). P. 6578-6586.

Mahler B., Nadal B., Bouet C. et al. Core/Shell Colloidal Semiconductor Nanoplatelets // Journal of the American Chemical Society. 2012. Vol. 134(45). P. 18591-18598.

Bouet C., Mahler B., Nadal B. Two-Dimensional Growth of CdSe Nanocrystals, from Nanoplatelets to Nanosheets // Chemistry of Materials. 2013. Vol. 25(4). P. 639-645.

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

Гуринович Л.И., Лютич А.А., Ступак А.П., Прислопский С.Я., Русаков Е.К., Артемьев М.В., et al. Люминесценция квантово-размерных нанокристаллов и наностержней селенида кадмия во внешнем электрическом поле. // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43(8). С. 1045-1053. Miller D.A. Optical physics of quantum wells // Quantum Dynamics of Simple Systems. 1996. P. 239-26.

Miller D.A.B., Chemla D.S., Schmitt-Rink S. Relation between electroabsorption in bulk semiconductors and in quantum wells: The quantum-confined Franz-Keldysh effect // Physical Review B. 1986. Vol. 33(10). P. 6976-6982. Achtstein A.W., Prudnikau, A.V., Ermolenko M.V., Gurinovich L.I., Gaponenko S.V., Woggon U., et al. Electroabsorption by 0D, 1D, and 2D nanocrystals: A comparative study of CdSe colloidal quantum dots, nanorods, and nanoplatelets. ACS nano. 2014. Vol. 8(8). P. 7678-7686.

Bozyigit D., Yarema O., WoodV. Origins of low quantum efficiencies in quantum dot LEDs // Advanced Functional Materials. 2013. Vol. 23(24). P. 3024-3029. Tang C.W., Van Slyke S.A. Organic electroluminescent diodes // Applied Physics Letters. 1987. Vol. 51(12). P. 913-915.

Qian L., Zheng Y., Xue J., Holloway P.H. Stable and efficient quantum-dot light-emitting diodes based on solution-processed multilayer structures // Nature Photonics. 2011. Vol. 5(9) P. 543-548.

Kwak J., Bae W.K., Lee D. et al. Bright and Efficient Full-Color Colloidal Quantum Dot Light-Emitting Diodes Using an Inverted Device Structure // Nano Letters. 2012. Vol. 12(5) — P. 2362-2366.

Song K.W., Costi R., Bulovic V. Electrophoretic Deposition of CdSe/ZnS Quantum Dots for Light-Emitting Devices // Advanced Materials. 2012. dec. Vol. 25(10). P. 1420-1423.

Shen H., Cao W., Shewmon N.T. et al. High-Efficiency, Low Turn-on Voltage Blue-Violet Quantum-Dot-Based Light-Emitting Diodes // Nano Letters. — 2015. Vol. 15(2). Pp. 1211-1216.

Lee K.-H., Han C.-Y., Kang H.-D. Highly Efficient, Color-Reproducible Full-Color Electroluminescent Devices Based on Red/Green/Blue Quantum Dot-Mixed Multilayer // ACS Nano. 2015. Vol. 9(11). P. 10941-10949. Fan F., Kanjanaboos P., Saravanapavanantham M. Colloidal CdSe1-xSxNanoplatelets with Narrow and Continuously-Tunable Electroluminescence // Nano Letters. 2015. Vol. 15(7). P. 4611-4615.

Hierold C. Carbon Nanotube Devices: Properties, Modeling, Integration and Applications // Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2008.

Schindler A. ITO Replacements: Carbon Nanotubes // Handbook of Visual Display Technology. 2012.

Yu L.P., Shearer C., Shapter J. Recent Development of Carbon Nanotube Transparent Conductive Films // Chemical Reviews. 2016. Vol. 116. P.13413-13453.

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

Zhou Y., Azumi R. Carbon nanotube based transparent conductive films: progress, challenges, and perspectives // Science and Technology of Advanced Materials. 2016. Vol. 17(1). P. 493-516.

Ryan P.T. and Choi J.-W. Inkjet Printing of Carbon Nanotubes // Nanomaterials. 2013. Vol. 3. P. 453-468.

Kwon O.-S., Kim H., Ko H., Lee J., Lee B., Jung C.-H., Choi J.-H., Shin K. Fabrication and characterization of inkjet-printed carbon nanotube electrode patterns on paper // Carbon. 2013. Vol. 58. P. 116-127.

Tsapenko A.P., Goldt A.E., Shulga E., Vyatskikh A.L., Maslakov K., Anisimov A.S., Nasibulin A.G. Highly conductive and transparent films of HAuCl4-doped single-walled carbon nanotubes for flexible applications // Carbon. 2018. Vol. 130. P. 448-457.

Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.V., Grigorieva I.V., Firsov A.A., Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. 2004. Vol. 306. P. 666-669.

Geim A.K., Novoselov K.S., The rise of graphene // Nature Materials. 2007. Vol. 6. P. 183.

Xia F., Wang H., Xiao D., Dubey M., Ramasubramaniam A. Two-dimensional material nanophotonics // Nature Photonics. 2014. Vol. 8. P. 899. Novoselov K.S., Jiang D., Schedin F., Booth T.J., Khotkevich V.V., Morozov S.V., Geim A.K., Two-dimensional atomic crystals // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2005. Vol. 702. P 10451. Island J.O., Barawi M., Biele R., Almazan A., Clamagirand J.M., Ares J.R., Sanchez C., Zant H.S., J.V. Alvarez, D'Agosta R., Ferrer I. J., Castellanos-Gomez A. TiS3 transistors with tailored morphology and electrical properties // Advanced Materials. 2015. Vol. 27. P. 2595.

Pant A. Torun E., Chen B., Bhat S., Fan X., Wu K., Wright D. P., Peeters F. M., Soignard E., Sahin H., Tongay S. Strong dichroic emission in the pseudo one dimensional material ZrS3 // Nanoscale. 2016. Vol. 8. P. 16259. Lin Y.-C., Komsa H.-P., Yeh C.-H., Bjorkman T., Liang Z.-Y., Ho C.-H., Huang Y.-S., Chiu P.-W, Krasheninnikov A. V., Suenaga K. Single-Layer ReS2: Two-Dimensional Semiconductor with Tunable In-Plane Anisotropy // ACS Nano. 2015. Vol. 9. P. 11249.

Gibney E. The super materials that could trump graphene // Nature. 2015. Vol. 522, P. 274-276.

Wilson J.A., Yoffe A.D., The transition metal dichalcogenides discussion and interpretation of the observed optical, electrical and structural properties // Advances in Physics. 1969. Vol. 18. P. 193.

Hart L., Dale S., Hoye S., Webb J.L., Wolverson D. Rhenium dichalcogenides: layered semiconductors with two vertical orientations // Nano Letters. 2016. Vol. 16. P. 1381-1386.

Wolverson D., Hart L.S. Lattice dynamics of the rhenium and technetium dichalcogenides // Nanoscale research letters. 2016. Vol. 11 P. 1.

91. Tongay S., Sahin H., Ko C., Luce A., Fan W., Liu K., Zhou J., Huang Y.S., Ho C. H., Yan J., Ogletree D. F., Aloni S., Ji J., Li S., Li J., Peeters F.M., Wu J. Monolayer behaviour in bulk ReS2 due to electronic and vibrational decoupling // Nature Communications. 2014. Vol. 5. P. 3252.

92. Tongay S., Zhou J., Ataca C., Lo K., Matthews T.S., Li J., Grossman J.C., Wu J. Thermally Driven Crossover from Indirect toward Direct Bandgap in 2D Semiconductors: MoSe2 versus MoS2 // Nano Letters. 2012. Vol. 12. P. 55765580.

93. Chenet D.A., Aslan O. B., Huang P.Y., C. Fan, Zande A.M., Heinz T.F., Hone J.C. In-Plane Anisotropy in Mono- and Few-Layer ReS2 Probed by Raman Spectroscopy and Scanning Transmission Electron Microscopy // Nano Letters.

2015. Vol. 15. P. 5667.

94. Ge S., Li C., Zhang Z., Zhang C., Zhang Y., Qiu J., Wang Q., Liu J., Jia S., Feng J., Sun D. Dynamical Evolution of Anisotropic Response in Black Phosphorus under Ultrafast Photoexcitation // Nano Letters. 2015. Vol.15. P. 4650-4656.

95. Jariwala B., Voiry D., Jindal A., Chalke B. A., Bapat R., Thamizhavel A., Chhowalla M., Deshmukh M., Bhattacharya A. Synthesis and Characterization of ReS2 and ReSe2 Layered Chalcogenide Single Crystals // Chemistry of Materials.

2016. Vol. 28. P. 3352-3359.

96. O'Connor D.V., Phillips D. Time-correlated Single Photon Counting // Academic Press. 1984.

97. Pedetti S., Nadal B., Lhuillier E., Mahler B., Bouet C., Abecassis B. Optimized synthesis of CdTe nanoplatelets and photoresponse of CdTe nanoplatelets films // Chemistry of Materials. 2013. Vol. 25(12). P. 2455-2462.

98. Mahler B., Nadal B., Bouet C., Patriarche G., Dubertret B. Core/Shell colloidal semiconductor nanoplatelets // Journal of the American Chemical Society. 2021. Vol. 134(45). P. 18591-18598.

99. Forrest S.R. The path to ubiquitous and low-cost organic electronic appliances on plastic // Nature. 2004. Vol. 428(6986). P. 911-918.

100. Simonenko E.P., Mokrushin A.S., Simonenko N.P., Voronov V.A., Kim V.P., Tkachev S.V., Gubin S.P., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Ink-jet printing of a TiO2-10%ZrO2 thin film for oxygen detection using a solution of metal alkoxoacetylacetonates //Thin Solid Films. 2019. Vol. 670. P. 46-53.

101. Li X., Xiao X., Li Q., Wei J., Xue H., Pang H., Metal (M = Co, Ni) phosphate based materials for high-performance supercapacitors // Inorganic Chemistry Frontiers. 2018. Vol. 5. P. 11-28.

102. Li X., Zhao Y., Yu J., Liu Q., Chen R., Zhang H., Song D., Liu J., Wang J. Layer by layer inkjet printing reduced graphene oxide film supported nickel cobalt layered double hydroxide as a binder-free electrode for supercapacitors // Applied Surface Science. 2020. Vol. 509. P. 144872.

103. Giannakou P., Tas M.O., Borgne B. L., Shkunov M. Water-transferred, inkjet-printed supercapacitors toward conformal and epidermal energy storage // ACS Applied Materials & Interfaces.2020. Vol. 12. P. 8456-8465.

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

Deiner L.J., Jenkins T., Powell A., Howell T., Rottmayer M. High capacity rate capable aerosol jet printed Li-ion battery cathode // Advanced Engineering Materials. 2019. Vol. 21. P. 1-5.

Jing Q., Choi Y.S., Smith M., Ou C., Busolo T., Kar-Narayan S. Freestanding functional structures by aerosol-jet printing for stretchable electronics and sensing applications // Advanced materials and technologies. 2019. Vol. 4. P. 1-9. Sobolewski P., Goszczynska A., Aleksandrzak M., Urbas K., Derkowska J., Bartoszewska A., Podolski J., Mijowska E., Fray M.E. A biofunctionalizable ink platform composed of catechol-modified chitosan and reduced graphene oxide/platinum nanocomposite // Beilstein Journal of Nanotechnology. 2017. Vol. 8. P. 1508-1514.

Soum V., Cheong H., Kim K., Kim Y., Chuong M., Ryu S.R., Yuen P.K., Kwon O.S., Shin K. Programmable contact printing using ballpoint pens with a digital plotter for patterning electrodes on paper // ACS Omega. 2018. Vol. 3. P. 1686616873.

Cardenas J.A., Andrews J.B., Noyce S.G., Franklin A.D. Carbon nanotube

electronics for IoT sensors // Nano Future. 2020. Vol. 4. P. 012001.

Zhang H., Moon S.K., Ngo T.H. 3D printed electronics of non-contact ink writing

techniques: status and promise // International Journal of Precision Engineering and

Manufacturing -Green Technology, 2020. Vol. 7. P. 511-524.

Smith E., Dent G. Modern Raman Spectroscopy - A Practical Approach // John

Wiley & Sons. 2001.

Shurcliff W. A. Polarized light: production and use. Harvard University Press, Cambridge, 1962

Fujiwara H. Spectroscopic ellipsometry: principles and applications. Wiley, West Sussex, 2007

Oates T.W.H. et al. Characterization of plasmonic effects in thin films and metamaterials using spectroscopic ellipsometry // Progress in Surface Science -2011. - Vol. 86. - P. 328-376

Поклонский Н.А., Белявский С.С., Вырко С.А., Лапчук Т.М. Четырехзондовый метод измерения электрического сопротивления полупроводниковых материалов // БГУ. 1998.

Vashchenko A.A., Lebedev V.S., Vitukhnovskii A.G., Vasiliev R.B., Samatov I.G. Electroluminescence of CdSe/CdS quantum dots and the transfer of the exciton excitation energy in an organic light-emitting diode // JETP Letters. 2012. Vol. 96. P. 113-117.

Caruge J.M., Halpert J.E., Bulovic V., Bawendi M.G. NiO as an inorganic hole-transporting layer in quantum-dot light emitting devices // Nano Letters. 2006. Vol. 6. P. 2991-2994.

Shirasaki Y., Supran G.J., Tisdale W.A., Bulovic V. Origin of efficiency roll-off in colloidal quantum-dot light-emitting diodes // Physical Review Letters. 2013. Vol. 110. P. 217403.

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

Qin H., Niu Y., Meng R., Lin X., Lai R., Fang W., Peng X., Am J. Single-Dot Spectroscopy of Zinc-Blende CdSe/CdS Core/Shell Nanocrystals: Nonblinking and Correlation with Ensemble Measurements // Journal of the American Chemical Society. 2013. Vol. 136. P. 179-187.

Dai X., Zhang Z., Jin Y., Niu Y., Cao H., Liang X., Chen L., Wang J., Peng X., Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots // Nature. 2014. Vol. 515. P. 96-99.

Bozyigit D., Yarema O., Wood V. Origins of low quantum efficiencies in quantum dot leds // Advanced Functional Materials. 2013. Vol. 23. P. 3024-3029. Gurinovich L.I., Lutich A.A., Stupak A.P., Prislopsky S.Y., Rusakov E.K., Artemyev M.V., Gaponenko S.V., Demir H.V. Luminescence in quantum-confined cadmium selenide nanocrystals and nanorods in external electric fields // Semiconductors. 2009. Vol. 43. P. 1008-1016.

Ohshima R., Nakabayashi T., Kobayashi Y., Tamai N., Ohta N. Electric Field Effects on Photoluminescence of CdSe Nanoparticles in a PMMA Film // The Journal of Physical Chemistry C. 2011. Vol. 115. P. 15274-15281. Achtstein A.W., Schliwa A., Prudnikau A., Hardzei M., Artemyev M.V., Thomsen C., Woggon U. Electronic structure and exciton-phonon interaction in two-dimensional colloidal CdSe nanosheets // Nano Letters. 2012. Vol. 12. P. 31513157.

Pelton M., Ithurria S., Schaller R.D., Dolzhnikov D.S., Talapin D.V. Carrier cooling in colloidal quantum wells // Nano Letters. 2012. Vol. 12. P. 6158-6163. Li S., Steigerwald M. L. Brus, L. E. Surface states in the photoionization of high-quality CdSe core/shell nanocrystals // ACS Nano. 2009. Vol. 3. P. 1267-1273. (2009)

Nakabayashi T., Ohshima R., Ohta N. Electric Field Effects on Photoluminescence of CdSe Nanoparticles in a PMMA Film // Crystals. 2014. Vol. 4. P. 152-167. Ohara Y., Nakabayashi T., Iwasaki K., Torimoto T., Ohtani B., Hiratani T., Konishi K., Ohta N. Electric-Field-Induced Changes in Absorption and Emission Spectra of CdS Nanoparticles Doped in a Polymer Film // The Journal of Physical Chemistry B. 2006. Vol. 110. P. 20927-20936.

Rabouw F.T., Bok J.C., Spinicelli P. Temporary Charge Carrier Separation Dominates the Photoluminescence Decay Dynamics of Colloidal CdSe Nanoplatelets // Nano Letters. 2016. Vol. 16(3). P. 2047-2053. Miller D.A.B., D.S. Chemla, T.C Damen, A.C. Gossard, W. Wiegmann, T. H. Wood, C.A. Burrus Electric field dependence of optical absorption near the band gap of quantum-well structures // Physical Review B. 1985. Vol. 32. P. 1043-1060. Schmitt-Rink S., Chemla D.S., Miller D.A.B. Linear and nonlinear optical properties of semiconductor quantum wells // Advances in Physics. 1989. Vol. 38. P. 89-188.

Kim H.S., Lin J.Y., Jiang H. X., Chow W.W., A. Botchkarev, H. Morko Piezoelectric effects on the optical properties of GaN/AlxGa12xN multiple quantum wells // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 73. P. 3426-3428.

132. Vasiliev R.B., Sokolikova M.S., Vitukhnovskii A.G., Ambrozevich S.A., Selyukov A.S., Lebedev V.S., Optics of colloidal quantum-confined CdSe nanoscrolls // Quantum Electronics. 2015. Vol. 45(9). P. 853-857.

133. Kraus R.M., Lagoudakis P.G., Rogach A.L., Talapin D.V., Weller H., Lupton J.M., Feldmann Room-Temperature Exciton Storage in Elongated Semiconductor Nanocrystals // Physical Review Letters. 2007. Vol. 98. P. 017401.

134. Rabouw F.T., Kamp M., Dijk-Moes R.J., Gamelin D.R., Koenderink A.F., Meijerink A., Vanmaekelbergh D., Delayed Exciton Emission and Its Relation to Blinking in CdSe Quantum Dots // Nano Letters. 2015. Vol. 15. P. 7718-7725.

135. Rabouw F.T., Kamp M., van Dijk-Moes R.J.A. et al. Delayed Exciton Emission and Its Relation to Blinking in CdSe Quantum Dots // Nano Letters. 2015. Vol. 15(11). P. 7718-7725.

136. Vitukhnovsky A.G., Selyukov A.S., Solovey V.R., Vasiliev R.B., Lazareva E.P. Photoluminescence of CdTe colloidal quantum wells in external electric field // Journal of Luminescence. 2017. Vol. 186. P. 194-198.

137. Bondarenko A.S., Ragoisha G.A. EIS Spectrum Analyser // URL: www.abc.chemistry.bsu.by/vi/analyser/.

138. Lasia A. Electrochemical impedance spectroscopy and its applications, in Modern Aspects of Electrochemistry // Springer. 1999.

139. Xiao L., Chen Z., Feng C., Liu L., Bai Z.-Q., Wang Y., Qian Li., Zhang Y., Li Q., Jiang K., Fan S. Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers // Nano Letters. 2008. Vol. 8(12). P. 4539-4545.

140. Lee K.-R., Jang S.H., Jung I. Acoustic performance of dual-electrode electrostatic sound generators based on CVD graphene on polyimide film // Nanotechnology. 2018. Vol. 29(32). P. 325502.

141. Gorkina A.L., Tsapenko A.P., Gilshteyn E.P., Koltsova T.S., Larionova T.V., Talyzin A., Anisimov A.S., Anoshkin I.V., Kauppinen E.I., Tolochko O.V., Nasibulin A.G. Transparent and conductive hybrid graphene/carbon nanotube films // Carbon. 2016. Vol. 100. - P. 501-507.

142. Liu J., Li J., Meng R., Jian P., Wang L., Silver nanoparticles-decorated-Co3O4 porous sheets as efficient catalysts for the liquid-phase hydrogenation reduction of p-Nitrophenol // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. Vol. 551. P. 261269.

143. Anuradha C.T., Raji P. Synthesis, characterization and anti-microbial activity of oxalate-assisted Co3O4 nanoparticles derived from homogeneous Coprecipitation method // International Journal of Nanoscience. 2019. Vol. 18. P. 1—8.

144. Zhang M., Xu Y., Fan H., Zhao N., Yan B., Wang C., Ma J., Yadav A.K., Zhang W., Du Z., Zheng X., Li M., Dong G., Wang W. In situ synthesis of 3D Co@Co3O4 nanosheet arrays for hybrid supercapacitors with ultra-high rate performance // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 826. P. 154115.

145. Mao Y., Shen X., Wu Z., Zhu L.P., Liao G.H. Preparation of Co3O4 hollow microspheres by recycling spent lithium-ion batteries and their application in

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

electrochemical supercapacitors // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 816. P.152604.

Wu K., Geng B., Zhang C., Shen W., Yang D., Li Z., Yang Z., Pan D. Hierarchical porous arrays of mesoporous Co3O4 nanosheets grown on graphene skin for highrate and high-capacity energy storage // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 820. P. 153296.

Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Yu., Mokrushin A.S., Solovey V.R., Pozharnitskaya V.M., Simonenko E.P., Glumov O.V., Melnikova N.A., Lizunova A.A., Kozodaev M.G., Markeev A.M., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Pen plotter printing of Co3O4 thin films: features of the microstructure, optical, electrophysical and gas-sensing properties // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 832. P. 154957.

Xu J.M., Cheng J.P. The advances of CoaO4 as gas sensing materials: a review // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 686. P. 753—768. Liu L., Li T., Yi Z., Chi F., Lin Z., Zhang X., Xu K. Conductometric ozone sensor based on mesoporous ultrafine Co3O4 nanobricks // Sensors and Actuators B: Chemical. 2019. Vol. 297. P. 126815.

Akamatsu T., Itoh T., Izu N., Shin W. NO and NO2 sensing properties of WO3 and Co3O4 based gas sensors // Sensors. 2013. Vol. 13. P. 12467—12481. Vetter S., Haffer S., Wagner T., Tiemann M., Nanostructured Co3O4 as a CO gas sensor: temperature-dependent behavior // Sensors and Actuators B: Chemical. 2015. Vol. 206. P. 133—138.

D. Ziegler, A. Marchisio, G. Ercolino, S. Specchia, J.M. Tulliani, Ammonia selective sensors based on cobalt spinel prepared by combustion synthesis, Solid State Ionics 337 (2019) 91—100.

Mandal S., Rakibuddin M., Ananthakrishnan R. Strategic synthesis of SiO2-modified porous Co3O4 nano-octahedra through the nanocoordination polymer route for enhanced and selective sensing of H2 gas over NOx // ACS Omega. 2018. Vol. 3. P. 648-661.

Shen S.F., Xu M.L., Lin D.B., Pan H.B. The growth of urchin-like Co3O4 directly on sensor substrate and its gas sensing properties // Applied Surface Science. 2017. Vol. 396. P. 327-332.

Wang S., Cao J., Cui W., Fan L., Li X., Li D., Zhang T. One-dimensional porous Co3O4 rectangular rods for enhanced acetone gas sensing properties // Sensors and Actuators B: Chemical. 2019. Vol. 297. P. 126746.

Bonaccorso F., Sun Z., Hasan T., Ferrari A.C. Graphene photonics and optoelectronics // Nature Photonics. 2010. Vol. 4. P. 611-622. Bao Q., Loh K.P. Graphene photonics, plasmonics, and broadband optoelectronic devices // ACS Nano. 2012. Vol. 6. P. 3677-3694.

Vakil A., Engheta N. Transformation optics using graphene // Science. 2011. Vol. 332. P. 1291-1294.

Ferrari A.C., Bonaccorso F., Fal'Ko, V., Novoselov K.S., Roche S., Boggild P., Borini S., Koppens F.H.L., Palermo V., Pugno N. Science and technology roadmap

for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems // Nanoscale. 2015. Vol. 7. P. 4598-4810.

160. Grigorenko A.N., Polini M., Novoselov K.S. Graphene plasmonics // Nature Photonics. 2012. Vol. 6. P. 749-758.

161. Luongo G., Bartolomeo A., Giubileo F., Chavarin C.A., Wenger C. Electronic properties of graphene/p-silicon Schottky junction // Journal of Physics D: Applied Physics. 2018. Vol. 51. P. 255305.

162. Luongo G., Grillo A., Giubileo F., lemmo L., Lukosius M., Chavarin C., Wenger C., Bartolomeo A. Graphene Schottky junction on pillar patterned silicon substrate // Nanomaterials. 2018. Vol. 9. P. 659.

163. Liu M., Yin X., Ulin-Avila E., Geng B., Zentgraf T., Ju L., Wang F., Zhang X. A graphene-based broadband optical modulator // Nature. 2011. Vol. 474. P. 64-67.

164. Sun Z., Martinez A., Wang F. Optical modulators with 2D layered materials // Nature Photonics. 2016. Vol. 10. 227-238.

165. Dalir H., Xia Y., Wang Y., Zhang X. Athermal broadband graphene optical modulator with 35 GHz speed // ACS Photonics. 2016. Vol. 3. P. 1564-1568.

166. Gan X., Shiue R.J., Gao Y., Meric I., Heinz T.F., Shepard K.L., Hone J., Assefa S., Englund D. Chip-integrated ultrafast graphene photodetector with high responsivity // Nature Photonics. 2013. Vol. 7. P. 883-887.

167. Wu L., Chu H.S., Koh W.S., Li E.P. Highly sensitive graphene biosensors based on surface plasmon resonance // Optics Express. 2010. Vol. 18. P. 14395-14400.

168. Stebunov Y.V., Aftenieva O.A., Arsenin A.V., Volkov V.S. Highly sensitive and selective sensor chips with graphene-oxide linking layer // ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. Vol. 7. P. 21727-21734.

169. Li X., Zhu H., Wang K., Cao A., Wei J., Li C., Jia Y., Li Z., Li X., Wu D. Graphene-on-silicon schottky junction solar cells // Advanced Materials. 2010. Vol. 22. P. 2743-2748.

170. Lang F., Gluba M.A., Albrecht S., Rappich J., Korte L., Rech B., Nickel N.H. Perovskite solar cells with large-area cvd-graphene for tandem solar cells // The Journal of Physical Chemistry Letters. 2015. Vol. 6. P. 2745-2750.

171. Ermolaev G.A., Stebunov Y.V., Vyshnevyy A.A., Tatarkin D.E., Yakubovsky D.I., Novikov S.M., Baranov D.G., Shegai T., Nikitin A.Y., Arsenin A.V. Broadband optical properties of monolayer and bulk MoS2 // npj 2D Materials and Applications. 2020. Vol. 4. P. 1-6.

172. Ermolaev G.A., Yakubovsky D.I., Stebunov Y.V., Arsenin A.V., Volkov V.S. Spectral ellipsometry of monolayer transition metal dichalcogenides: Analysis of excitonic peaks in dispersion // Journal of Vacuum Science & Technology B. 2020. Vol. 38. P. 014002.

173. Lin Y.-C., Lu C.-C., Yeh C.-H., Jin C., Suenaga K., Chiu P.-W. Graphene annealing: How clean can it be? // Nano Letters. 2012. Vol. 12. P. 414-419.

174. Lupina G., Kitzmann J., Costina I., Lukosius M., Wenger C., Wolff A., Vaziri S., Ostling M., Pasternak I., Krajewska A. Residual Metallic contamination of

transferred chemical vapor deposited graphene // ACS Nano. 2015. Vol. 9. P. 4776-4785.

175. Kravets V.G., Grigorenko A.N., Nair R.R., Blake P., Anissimova S., Novoselov K.S., Geim A.K. Spectroscopic ellipsometry of graphene and an exciton-shifted van Hove peak in absorption // Physical Review B. 2010. Vol. 81. P. 155413.

176. Ochoa-Martinez E., Gabas M., Barrutia L., Pesquera A., Centeno A., Palanco S., Zurutuza A., Algora C. Determination of a refractive index and an extinction coefficient of standard production of CVD-graphene // Nanoscale. 2015. Vol. 7. P. 1491-1500.

177. Song B., Gu H., Zhu S., Jiang H., Chen X., Zhang C., Liu S. Broadband optical properties of graphene and HOPG investigated by spectroscopic Mueller matrix ellipsometry // Applied Surface Science. 2018. Vol. 439. P. 1079-1087.

178. Castriota M., Politano G.G., Vena C., Santo M.P., Desiderio G., Davoli M., Cazzanelli E., Versace C. Variable angle spectroscopic ellipsometry investigation of CVD-grown monolayer graphene // Applied Surface Science. 2019. Vol. 467468. P. 213-220.

179. Matkovic A., Chhikara M., Milicevic M., Ralevic U., Vasic B., Jovanovic D., Belic M.R., Bratina G., Gajic R. Influence of a gold substrate on the optical properties of graphene // Journal of Applied Physics. 2015. Vol. 117. P. 015305.

180. Matkovic A., Ralevic U., Chhikara M., Jakovljevi M.M., Jovanovic D., Bratina G., Gajic R. Influence of transfer residue on the optical properties of chemical vapor deposited graphene investigated through spectroscopic ellipsometry // Journal of Applied Physics. 2013. Vol. 114. P. 093505.

181. Graf D., Molitor F., Ensslin K., Stampfer C., Jungen A., Hierold C., Wirtz L. Spatially resolved raman spectroscopy of single- and few-layer graphene // Nano Letters. 2007. Vol. 7. P. 238-242.

182. Chugh S., Man M., Chen Z., Webb K.J. Ultra-dark graphene stack metamaterials // Applied Physics Letters. 2015. Vol. 106. P. 061102.

183. Lin H., Sturmberg B.C.P., Lin K.-T., Yang Y., Zheng X., Chong T.K., Sterke C.M., Jia B. A 90-nm-thick graphene metamaterial for strong and extremely broadband absorption of unpolarized light // Nature Photonics. 2019. Vol. 13. P. 270-276.

184. Mak K. F., He K., Lee C., Lee G. H., Hone J., Heinz T. F., Shan J. Tightly Bound Trions in Monolayer MoS2 // Nature Materials. 2013. Vol. 12. P. 207-211.

185. Lee J., Mak K. F., Shan J. Electrical Control of the Valley Hall Effect in Bilayer MoS2 Transistors // Nature Nanotechnology. 2016. Vol. 11. P. 421-425.

186. Ross J. S., Rivera P., Schaibley J., Lee-Wong E., Yu H., Taniguchi T., Watanabe K., Yan J., Mandrus D., Cobden D., Yao W., Xu X. Interlayer Exciton Optoelectronics in a 2D Heterostructure p-n Junction // Nano Letters. Vol. 2017. 17. P. 638-643.

187. Wang J., Yao Q., Huang C., Zou X., Liao L., Chen S., Fan Z., Zhang K., Wu W.W., Xiao X., Jiang C., Wu W. High Mobility MoS2 Transistor with Low Schottky

Barrier Contact by Using Atomic Thick h-BN as a Tunneling Layer // Advanced Materials. 2016. Vol. 28. P. 8302-8308.

188. Yu Z., Ong Z.Y., Li S., Xu J.B. Zhang G., Zhang Y.W., Shi Y., Wang X. Analyzing the Carrier Mobility in Transition-Metal Dichalcogenide MoS2 Field-Effect Transistors // Advanced Functional Materials. 2017. Vol. 27. P. 1604093.

189. Wang X., Wang P., Wang J., Hu W., Zhou X., Guo N., Huang H., Sun S., Shen H., Lin T., Tang M., Liao L., Jiang A., Sun J., Meng X., Chen X., Lu W., Chu J., Ultrasensitive and Broadband MoS2 Photodetector Driven by Ferroelectrics. Advanced Materials. 2015. Vol. 27. P. 6575-6581.

190. Wu S., Buckley S., Schaibley J.R., Feng L., Yan J., Mandrus D., Hatami F., Yao W.M., Vuckovic J., Majumdar A., Xu X. Monolayer Semiconductor Nanocavity Lasers with Ultralow Thresholds // Nature. 2015. Vol. 520 P. 69-72.

191. Ye Y., Wong Z. J., Lu X., Ni X., Zhu H., Chen X., Wang Y., Zhang X. Monolayer Excitonic Laser // Nature Photonics. 2015. Vol. 9. P. 733.

192. Zhang E., Jin Y., Yuan X., Wang W., Zhang C., Tang L., Liu S., Zhou P., Hu W., Xiu F. ReS2-Based Field-Effect Transistors and Photodetectors // Advanced Functional Materials. 2015. Vol. 25. P. 4076-4082.

193. Liu E., Fu Y., Wang Y., Feng Y., Liu H., Wan X., Zhou W., Wang B., Shao L., Ho C., Huang Y., Cao Z., Wang L., Li A., Zeng J., Song F., Wang X., Shi Y., Yuan H., Hwang H. Y., Cui Y., Miao F., Xing D. Y. Integrated digital inverters based on two-dimensional anisotropic ReS2 field-effect transistors // Nature Communications. 2015. Vol. 6. P. 6991-6991.

194. Wolverson D., Crampin S., Kazemi A.S., Ilie A., Bending S.J. Raman Spectra of Monolayer, Few-Layer, and Bulk ReSe2: An Anisotropic Layered Semiconductor // ACS Nano 2014. Vol. 8. P. 11154-11164.

195. Murray H.H., Kelty S.P., Chianelli R.R., Day C.S. Molybdenite as a Rhenium Carrier: First Results of a Spectroscopic Approach Using Synchrotron Radiation // Inorganic Chemistry. 1994. Vol. 33. P. 4418-4420.

196. Qiao X., Wu J., Zhou L., Qiao J., Shi W., Chen T., Zhang J., Ji W., Tan, P. Polytypism and Unexpected Strong Interlayer Coupling of two-Dimensional Layered ReS2 // Nanoscale. 2016. Vol. 8. P. 8324-8332.

197. Friemelt K., Luxsteiner M.Ch., Bucher E. Optical Properties of The Layered Transition-Metal-Dichalcogenide ReS2: Anisotropy in the Van Der Waals Plane // Journal of Applied Physics. 1993. Vol. 74. P. 5266.

198. Lorchat E., Froehlicher G., Berciaud S. Splitting of Interlayer Shear Modes and Photon Energy Dependent Anisotropic Raman Response in N-Layer ReSe2 and ReS2 // ACS Nano. 2016. Vol. 10. P. 2752-2760.

199. Lin Y.-C., Komsa H.-P., Yeh C.-H., Bjorkman T., Liang Z.-Y., Ho C.-H., Huang Y.-S., Chiu P.-W., Krasheninnikov A. V., Suenaga K. Single-Layer ReS2: Two-Dimensional Semiconductor with Tunable In-Plane Anisotropy // ACS Nano. 2015. Vol. 9(11). P. 11249-11257.

200. Langer J., Novikov S.M., Liz-Marzan L.M. Sensing using plasmonic nanostructures and nanoparticles // Nanotechnology. 20015. Vol. 26. P. 322001.

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

McPeak K. M., Jayanti, S. V., P Kress S. J., Meyer S., Iotti S., Rossinelli A., Norris D. J. Plasmonic films can easily be better: rules and recipes // ACS Photonics. 2015. Vol. 2. P. 326-333.

Zhang X., Hicks E. M., Zhao J., Schatz G. C., Duyne R.P. Electrochemical Tuning of Silver Nanoparticles Fabricated by Nanosphere Lithography // Nano Letters. 2005. Vol. 5. P. 1503.

Novikov S.M., Popok V.N., Evlyukhin A.B., Hanif M., Morgen P., Fiutowski J., Beermann J., Rubahn H.-G., Bozhevolnyi S.I. Highly Stable Monocrystalline Silver Clusters for Plasmonic Applications // Langmuir. 2017. Vol. 33. P. 6062. Yakubovsky D.I., Fedyanin D.Y., Arsenin A.V., Volkov V.S. Optical constant of thin gold films: Structural morphology determined optical response // AIP Conference Proceedings. 2017, Vol. 1874. P. 040-057.

Stebunov Y.V., Yakubovsky D.I., Fedyanin D. Yu., Arsenin A.V., Volkov V.S. Superior Sensitivity of Copper-Based Plasmonic Biosensors // Langmuir. 2018. Vol. 34. P. 4681-4687.

Yakubovsky D. I., Stebunov Y. V., Kirtaev R.V., Voronin K.V., Voronov A.A., Arsenin A.V., Volkov V.S., Graphene-Supported Thin Metal Films for Nanophotonics and Optoelectronics // Nanomaterials. 2018. Vol. 8, P. 1058. Park J.H., Ambwani P., Manno M., Lindquist N.C., Nagpal P., Oh S.-H, Leighton C., Norris D. J. Single-Crystalline Silver Films for Plasmonics // Advanced Materials. 2012. Vol. 24. P. 3988-3992.

Kravets V. G., Jalil R., Kim Y.J., Ansell D., Aznakayeva D. E., Thackray B., Britnell L., Belle B. D., Withers F., Radko I. P., Han Z., Bozhevolnyi S. I., Novoselov K. S., Geim A. K., Grigorenko A. N. Graphene-protected copper and silver plasmonics // Scientific Reports. 2014. Vol. 4. P. 5517. Popok V.N., Novikov S.M., Lebedinskij Y.Y., Markeev A.M., Andreev A.A., Trunkin I. N., Arsenin A.V., Volkov V. S. Gas-Aggregated Copper Nanoparticles with Long-term Plasmon Resonance Stability // Plasmonics. 2021. Vol. 16 P. 333340.

S. Chandrasekaran, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 109, 220-226 (2013)

S.B.B. Wang, C.H.H. Hsiao, S.J.J. Chang, K.T.T. Lam et al., Sens. Actuators A

171, 207-211 (2011)

K.J. Choi, H.W. Jang, Sensors 10, 4083-4099 (2010)

M.M. Rahman, A.J. Saleh Ahammad, J.-H. Jin, S.J. Ahn, J.-J. Lee, Sensors 10, 4855-4886 (2010)

X. Zhang, W. Shi, J. Zhu, D. Kharistal, W. Zhao, B. Lalia, et al., ACS Nano 5, 2013-2019 (2011)

C. Rossi, K. Zhang, D. Esteve, P. Alphonse, P. Tailhades, C. Vah-las, J. Microelectromech. Syst. 16, 919-931 (2007)

Zimbovskiy D.S., Gavrilov A.I., Churagulov B.R. Synthesis of copper oxides films via anodic oxidation of copper foil followed by thermal reduction // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 347. P. 012010.

217. Xu L., Zheng G. Investigation of optical bandgap variation and photoluminescence behavior in nanocrystalline CuO thin films // International Journal for Light and Electron Optics. 2017. Vol. 158.

218. Yakubovsky D.I., Arsenin A.V., Stebunov Y.V., Fedyanin D.Y., Volkov V.S. Optical constants and structural properties of thin gold films // Optics Express. 2017. Vol. 25. P. 25574-25587.

219. Poulston S., Parlett P. M., Stone P., Bowker M. Surface Oxidation and Reduction of CuO and Cu2O Studied Using XPS and XAES // Surface and Interface Analysis. 1996. Vol. 24. P. 811.

220. Biesinger C., Lau L.W.M., Gerson A.R, R. Smart St.C. Resolving surface chemical states in XPS analysis of first row transition metals, oxides and hydroxides: Sc, Ti, V, Cu and Zn // Applied Surface Science. 2010. Vol. 257. P. 887.

221. Kim J.H., Ehrman S.H., Germer T.A. Influence of particle oxide coating on light scattering by submicron metal particles on silicon wafers // Applied Physics Letters. 2004. Vol. 84. P. 1278.

222. Varfolomeev A.V., Solovey V.R., Volkov I.A., Maeder T. Synthesis and Investigation of Electrical Properties of Carbon Nanotube - Porous Matrix Composites near the Percolation Threshold // Oriental journal of chemistry. 2018. Vol. 34. P. 24-29.

223. Варфоломеев А.В., Волков И.А., Соловей В.Р., Маэдер Т. Патент RU2688742 на изобретение «Газочувствительного композита и способа его изготовления».

224. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Yu., Vlasov I.S., Solovey V.R., Shelaev A.V., Simonenko E.P., Glumov O.V., Melnikova N.A., Kozodaev M.G., Markeev A.M., Lizunova A. A., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Microplotter printing of planar solid electrolytes in the CeO2-Y2O3 system // Journal of Colloid and Interface Science. 2021. Vol. 588, P. 209-220.

225. El-Sayed M.A., Ermolaev G.A., Voronin K.V., Romanov R.I., Tselikov G.I., Yakubovsky D.I., Doroshina N.V., Nemtsov A.B., Solovey V. R., Voronov A.A., Novikov S.M., Vyshnevyy A.A., Markeev, A.M., Arsenin, A.V., Volkov, V.S. Optical Constants of Chemical Vapor Deposited Graphene for Photonic Applications // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, №5. P. 1230.

226. Solovey V.R., Yakubovsky D.I., Ermolaev G.A., Lebedinskij Y.Y., Markeev A.M., Voronov A.A., Zamboni F., Popok V.N., Arsenin A.V., Volkov V.S. and Novikov S.M. UV/Ozone Treatment and Open-Air Copper Plasmonics // Conf. proc. Metanano 2021. 2021.

227. Tykot R. H. Scientific methods and applications to archaeological provenance studies // Proceedings of the International School of Physics "Enrico Fermi". 2003. Vol. 151. P. 407-432.

228. R.J.H. Clark. Raman microscopy: application to the identification of pigments on medieval manuscripts. Chem. Soc. Rev., 1995. 24. P. 187-196.

229. Berg K.J., Burnstock A., Keijzer M. Issues in contemporary oil paint // Springer International Publishing. 2014.

230. Rosi F., Miliani C., Clementi C. An integrated spectroscopic approach for the noninvasive study of modern art materials and techniques // Applied Physics A. 2010. P. 613-634.

231. Desnica V., Furic K., Hochleitner B., Mantler M. A comparative analysis of five chrome green pigments based on different spectroscopic techniques // Spectrochimica Acta Part B. 2003. Vol. 58. P. 681-687.

232. Андрианова Е.Б., Бискулова С.А., Фесенко Е.В. и др. Технико-технологическое исследование двух икон «Георгий Победоносец» из Национального музея во Львове имени Андрея Шептицкого и коллекции «Студион». Сборник трудов XX научной-конференции «Экспертиза и атрибуция произведений изобразительного и декоративно-прикладного искусства». 2015. С. 292-297.

233. Шабуня-Клячковская Е.В., Бельков М.В., Кожух Н.М. Применение современных ультрачувствительных методов исследования вещества для идентификации материалов живописи // Сборник трудов XX научной-конференции «Экспертиза и атрибуция произведений изобразительного и декоративно-прикладного искусства». 2015. С. 239-242.

234. Косолапов А.И. Естественно-научные методы в экспертизе произведений искусства // С.-Петербург. Изд. Государственного Эрмитажа. 2015. С. 220.

235. Maines С.А., Rogala D., Lake S., Mecklenburg M. Deterioration in abstract expressionistic paintings: analysis of zinc oxide paint layers in works from the collection of the Hirshhorn Museum and Sculpture Garden, Smithsonian Institution // Materials Research Society symposia proceedings. 2011. Vol. 1319. P. 275-284.

236. Osmond G., Ebert B., Drennan J. Zinc oxide-centred deterioration in 20th century Vietnamese paintings by Nguyey Trong Kiem (1933-1991) // AICCM Bulletin.

2014. Vol. 34. P. 4-14.

237. Сёмкин В.В., Конова И.В., Русакова О.Ю. и др. Физико-химические исследования накрасок 1950-х годов профессора А.М. Лентовского // Сборник трудов XX научной-конференции «Экспертиза и атрибуция произведений изобразительного и декоративно-прикладного искусства».

2015. С. 262-267.

238. Simonenko N.P., Solovey V.R., Shumikhin K.V., Lizunova A.A., Lisovskii S.V., Liubavskaya E.A., Seregina T.V., Basova I.G., Dyakonova Y.B., Simonenko T.L., Simonenko E.P., Volkov I.A., Khalturin Y.A., Ivanov V.V. A study of "The Portrait of F.P. Makerovsky in a Masquerade Costume" by Dmitry Levitsky from the collection of the State Tretyakov Gallery // Heritage Science. 2020. Vol. 8(6).

Список рисунков

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Рисунок 3. Рисунок 4.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

Рисунок 7.

Рисунок 8.

Рисунок 9.

Рисунок 10.

Дисперсионная зависимость вблизи первой зоны Бриллюэна для

нанокристаллических материалов со структурой сфалерита.............21

(а) - Рост граней нанокристалла в результате селективного осаждения молекул стабилизатора [56]; (б) - Схематическое изображение

основных классов нанокристаллов.......................................................24

Характерные ТЕМ-изображения двумерных нанокристаллов [11]. . 25 Спектры поглощения двумерных нанокристаллов во внешнем электрическом поле, направленном перпендикулярно плоскости

квантовых ям [62]...................................................................................26

Спектры фотолюминесценции образцов, содержащих квантовые точки (а) и наностержни (б) селенида кадмия во внешнем

электрическом поле [61].........................................................................27

Спектры поглощения нанокристаллов планарной геометрии CdSe во

внешнем электрическом поле [64]........................................................29

Зависимость АО/О от величины приложенного электрического поля для нанокристаллов различной геометрии (нанопластин,

наностержней, квантовых точек) [64]...................................................30

Релаксация фотолюминесценции квантовых точек СёБе/СёБ типа

ядро/оболочка точка во внешнем электрическом поле [65]...............31

Зависимость квантового выхода и времен жизни фотолюминесценции квантовых точек СёБе/СёБ от внешнего электрического поля [65].. 32 Схема установки для получения и обработки спектров фотолюминесценции (1*) и времязависимых измерений (2*) для изучения динамики релаксации фотолюминесценции композитов с нанопластинами СёТе под действием внешнего электрического поля. ................................................................................................................... 41

Рисунок 11. ТЕМ-микрофотография двумерных нанокристаллов СёТе и

схематическое изображение отдельной нанопластины (слева).........43

Рисунок 12. (а) - Процесс центрифугирования; (б): 1 - раствор наносимого материала, 2 - стеклянная подложка с оксидом индия олова (1ТО),

3 - вакуумная фиксация образца на вращающемся столике,

4 - вращающийся столик центрифуги, 5 - регулятор оборотов; Схематическое изображение процесса изготовления образцов для исследования фотофизических свойств 2Б-нанокристаллов СёТе во

внешнем электрическом поле (б);.........................................................46

Рисунок 13. Схематическое изображение (а), и фотография образца (б)..............47

Рисунок 14. Фотография устройства для 2D/3D печати Бтайх МР 2800 (а), а также схематическое изображение устройства картриджа и процесса печати функциональными суспензиями (б).........................................50

Рисунок 15. Диаграмма, иллюстрирующая энергетическую структуру молекулы и процессы переходов при рэлеевском и комбинационном рассеянии света, а также излучательные и безызлучательные электронные переходы. S0 и S1 - основной и первый возбужденный электронные уровни со структурой колебательных подуровней т и п. Пунктирными линиями обозначены виртуальные колебательные подуровни. 1 - поглощение ИК-кванта; 2, 4 - электронный переход с

испусканием кванта света; 3 - безызлучательный переход...............53