Нанотубулярные формы бора: особенности электронно-энергетического строения и проводящих свойств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат физико-математических наук Перевалова, Евгения Викторовна

• Перевалова, Евгения Викторовна
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Перевалова, Евгения Викторовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА

СТРУКТУРНЫЕ МОДИФИКАЦИИ БОРА: ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ

1.1 Терминологическая классификация нанотубулярных структур

1.2 Возможные структурные модификации элементарного бора

1.2.1 Структура и свойства кластерной формы бора

1.2.2 Структура и свойства триангулярных борных слоев и кластеров

1.3 Электронное строение нанотруб на основе бора: теоретические предсказания

1.3.1 О возможности существования нанотубулярных форм бора

1.3.2 Теоретические исследования возможных структур

борных нанотруб

1.3.3 Теоретические исследования проводящих характеристик борных нанотруб

1.4 Получение однослойных борных нанотруб

1.5 Структура борных нанотруб, допированных магнием: теоретические исследования

1.6 Некоторые выводы

ГЛАВА

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И МОДЕЛИ НАНОСИСТЕМ

2.1 Полуэмпирические методы М№Ю и М№Ю-РМ/3

2.2 Модель молекулярного кластера

2.3 Модель квазимолекулярной расширенной элементарной ячейки

2.4 Модель ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера для расчета нанотубулярных борных структур

2.5 Некоторые выводы

ГЛАВА

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ МОДИФИКАЦИЙ БОРНЫХ НАНОТРУБ НА ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ И ПРОВОДЯЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Электронное строение и энергетические характеристики борных нанотруб

3.2 О влиянии одиночных дефектов замещения на электронно-энергетическое строение нанотруб

3.3 Особенности строения борной нанотрубки с

вакансионным дефектом

3.4 Некоторые выводы

ГЛАВА

ПОВЕРХНОСТНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БОРНЫХ НАНОТРУБ КАК СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ

4.1 Влияние атомов газовой фазы на электронное строение и проводящие свойства борных нанотруб

4.1.1 Адсорбция атома водорода как способ создания носителя заряда на поверхности борного тубулена

4.1.2 Протонная проводимость борных нанотруб

4.1.3 Механизмы адсорбции атомов О, Г, С1 на поверхности борной нанотрубки (6,6)

4.1.4 Поверхностное насыщение борной нанотрубки

атомами водорода

4.1.5 Поверхностное насыщение борной нанотрубки

атомами кислорода

4.2 Влияние щелочных металлов на электронное строение и проводящие свойства борных нанотруб

4.2.1 Механизмы взаимодействия атомов щелочных металлов с внешней

поверхностью борных нанотруб

4.2.2 Влияние металлической сверхрешетки на проводимость

поверхностно-модифицированного борного тубулена

4.3 Некоторые выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нанотубулярные формы бора: особенности электронно-энергетического строения и проводящих свойств»

ВВЕДЕНИЕ

После открытия и синтеза углеродных нанотрубок [1] были начаты интенсивные работы по поиску и получению их аналогов для иных веществ и соединений. Текущий этап исследований нанотубулярных форм неорганических соединений и родственных наноматериалов определяется работами по поиску методов их получения, совершенствованию отдельных схем синтеза, усилиями по дальнейшему расширению числа веществ в нанотубулярной форме, изучению их свойств, а также попытками технологического применения этих наноматериалов.

В настоящее время к числу наиболее надежных в смысле получения можно отнести нанотрубки на основе слоистых борсодержащих фаз -гексагонального нитрида бора, карбида и карбонитрида [3, 4]. И это неслучайно, ведь элементарный бор является ближайшим соседом углерода. Сейчас изучением бора и его соединений занимаются многие ученые и десятки научных лабораторий. Стало известно, что атомы бора способны к образованию не только ионных, но и ковалентных связей, что они могут соединяться между собой в цепочки, каркасы, сетки и т.д. В сплавы цветных и черных металлов бор обычно вводят для повышения их износостойкости и жаропрочности. Минимальные добавки бора к стали (0,0005...0,005%) увеличивают глубину ее закалки, а, следовательно, и прочность. Бор лучше любого другого элемента очищает медь от растворенных в ней газов, после легирования бором свойства меди значительно улучшаются. Однако многое о боре до сих пор неизвестно. Поэтому неудивительно, что в последние годы огромное число исследований было посвящено различным топологическим конфигурациям бора, таким как борные кластеры, бораны, борные нановолокна и так далее [5-10].

Относительно недавно, в 2004 году, ученым удалось синтезировать чистые однослойные борные нанотрубки [11], которые могут быть рассмотрены как новый класс топологической структуры бора, обладающий

уникальными физико-химическими и проводящими свойствами, открывающими широчайшие перспективы его использования в нано- и микроэлектронике. Ожидается, что борные нанотубулярные системы станут функциональными блоками и элементами (транзисторами, диодами и т.п.) для следующего поколения наноэлектронных устройств.

Однако до настоящего времени не существует однозначного мнения о точной структуре нанотубулярного бора, практически ничего не известно о его электронно-энергетическом строении, физических и химических свойствах. Поэтому исследования новой нанотубулярной конфигурации бора в настоящее время являются чрезвычайно актуальными ввиду ожидаемых перспектив применения.

Как известно, эффективность получаемых в экспериментах сведений во многом зависит от успеха в их интерпретации, то есть в установлении корректных соотношений между спектральными и другими характеристиками вещества и особенностями его электронной структуры. Поэтому физические методы исследования требуют также применения последовательных теоретических подходов и эффективных моделей. Модельные представления и квантово-механические расчеты электронной структуры имеют и самостоятельную ценность, так как при достаточной корректности могут обеспечить более полную информацию об особенностях электронного строения вещества, чем известные экспериментальные методы, а также предсказать его возможные свойства и сферы применения.

Основным объектом исследования диссертационной работы являются однослойные борные нанотрубки гексагонального типа и некоторые композиты на их основе, полученные путем структурного или поверхностного модифицирования. В настоящее время экспериментальные исследования борных нанотруб весьма затруднительны, так как пока нет качественного нанотубулярного борного материала ввиду сложности его синтеза. Поэтому теоретические прогностические исследования борных нанотрубок, позволяющие изучить особенности их электронного строения и

энергетические характеристики, физические и физико-химические свойства, предсказать области их применения чрезвычайно важны, актуальны и своевременны. Следует отметить, что автор диссертационной работы был одним из первых, кто приступил к изучению и моделированию нанотрубного бора, опубликовав в 2002 году результаты своих исследований. Это подчеркивает пионерский характер представляемой работы.

Целью диссертационной работы является установление основных закономерностей пространственной конфигурации, электронной структуры, энергетических характеристик борных нанотруб и некоторых композитов на их основе в рамках моделей молекулярного кластера, ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера с использованием полуэмпирической квантово-химической расчетной схемы М№)0, а также предсказание на основе выполненных теоретических исследований новых, полезных с точки зрения практических приложений физико-химических свойств изучаемых нанообъектов.

Основной используемый метод для изучения структуры и свойств борных нанотруб - полуэмпирическая расчетная схема ММ)О [2]. Выбор данной схемы обусловлен следующими причинами: погрешность метода мала по сравнению со всеми ранее известными полуэмпирическими схемами; сравнительно малые затраты машинного счетного времени; метод наиболее эффективен для современных персональных ЭВМ.

Задачи, решаемые в рамках поставленной цели:

1) Исследовать возможность образования борных нанотруб (БНТ) скручиванием гексагонального квазипланарного бора и определить наиболее вероятную геометрическую конфигурацию однослойного борного тубулена;

2) Исследовать механизм образования вакансионного дефекта поверхности БНТ, а также дефекта замещения атомов борной нанотрубки атомами и ионами, близкими к бору по радиусу и числу валентных электронов, и изучить их влияние на проводящие характеристики изучаемого объекта;

3) Исследовать одиночную адсорбцию атома водорода на внешней поверхности БНТ как способ создания носителя заряда на поверхности борного тубулена.

4) Исследовать возможность протонной проводимости борных нанотрубок путем изучения двух механизмов миграции протона («прыжкового» и «эстафетного») вдоль поверхности тубулена.

5) Исследовать возможность поверхностного модифицирования БНТ атомами газовой фазы (кислорода, фтора, хлора) и изучить влияние этих атомов на тип проводимости полученного композита на основе борного тубулена;

6) Изучить влияние атомов щелочных металлов (литий, калий, натрий), насыщающих поверхность БНТ, на электронное строение и проводящие свойства БНТ и исследовать влияние металлической сверхрешетки (или «надрешетки»), выполненной выбранными атомами, на проводимость поверхностно-модифицированного борного тубулена.

Научная новизна. В настоящей работе в рамках моделей молекулярного и ионно-встроенного ковалентно-циклического кластеров на основе расчетной схемы MNDO изучено электронно-энергетическое строение борных нанотрубок (типов «arm-chair» и «zig-zag»), полученных путем скручивания гексагонального борного слоя, и некоторых композитных систем на их основе. Впервые получены следующие результаты:

1) Доказана возможность образования нанотубулярной конфигурации бора путем скручивания квазипланарного гексагонального бора; установлено, что наиболее вероятной и стабильной конфигурацией гексагональных БНТ малого диаметра (до 2 нм) является «arm-chair» конфигурация (п, п); изучение электронно-энергетического строения БНТ (п, п)-типа позволило отнести борные нанотрубки малого диаметра к классу узкощелевых полупроводников;

2) Изучены механизмы образования вакансии на поверхности борных нанотруб и определены основные энергетические характеристики этого

процесса; исследована борная нанотрубка с дефектом замещения, в качестве которого выбирался атом углерода или положительно и отрицательно заряженные ионы углерода; установлено, что одиночный дефект не влияет на ширину запрещенной зоны борного тубулена;

3) Изучен механизм адсорбции атома водорода на внешней поверхности БНТ и обнаружен факт переноса электронной плотности с атома Н на поверхность трубки, приводящий, фактически, к появлению внешнего носителя положительного заряда на поверхности тубулена - протона

4) Предложены и изучены особенности двух способов миграции протона по внешней поверхности борной нанотрубки, определен наиболее вероятный способ его переноса и доказана возможность реализации протонной проводимости в борных тубуленах.

5) Изучены механизмы поверхностного модифицирования некоторыми атомами газовой фазы (кислород, фтор, хлор) внешней поверхности однослойной борной нанотрубки, определены особенности зонного строения и проводящие характеристики полученных композитных систем.

6) Изучено множественное регулярное поверхностное насыщение БНТ атомами водорода и кислорода и установлено, что наличие данных атомов изменяет проводящие свойства чистого борного тубулена в сторону металлизации.

7) Изучено влияние атомов щелочных металлов (литий, калий, натрий) на электронное строение и проводящие свойства БНТ; установлено, что наличие данных атомов приводит к возникновению поверхностной проводимости за счет появления свободных носителей заряда на поверхности трубки; доказано, что модификация поверхности БНТ атомами щелочных металлов приводит к возникновению металлической сверхрешетки, выполненной выбранными атомами, и появлению перехода «узкозонный полупроводник - металл» в полученных металлофазных композитах борных нанотруб.

Достоверность основных положений и выводов диссертации обеспечивается использованием корректной математической модели встроенного циклического кластера и полуэмпирической квантово-химической схемой MNDO, параметры которой получены из эксперимента, а также хорошим согласием отдельных результатов с результатами теоретических расчетов, выполненных другими авторами.

Научно-практическое значение работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы для стимуляции экспериментальных исследований по сделанным теоретическим прогнозам, а установленные закономерности электронно-энергетического строения и некоторых физико-химических свойств, в том числе проводящих, прогнозируемых композитных систем на основе борных нанотруб могут служить предпосылкой для направленного синтеза новых материалов и создания приборов твердотельной наноэлектроники.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Наиболее вероятной и стабильной конфигурацией борных нанотруб гексагонального типа малого диаметра (до 2 нм) являются «arm-chair» борные тубулены. По характеру проводимости данные нанотрубки являются узкозонными полупроводниками.

2. Введение одиночных дефектов - вакансии и дефектов замещения атомов бора атомами или ионами углерода (С+, С", С) - в структуру борных тубуленов не изменяет характер проводимости нанотруб.

3. Адсорбция атома водорода на внешней поверхности БНТ высокоэффективна для всех рассмотренных положений адсорбционного центра и обеспечивает создание положительного носителя заряда - протона

нГ.

4. Доказанная возможность осуществления процесса переноса протона по внешней поверхности борных нанотрубок позволяет отнести данные тубулены к классу новых протонпроводящих материалов.

5. Поверхностное модифицирование некоторыми выбранными атомами газовой фазы (Н, О, Б, С1) однослойной борной нанотрубки возможно, при этом гидрирование и оксидирование борной нанотрубки изменяет тип ее проводимости в сторону металлизации, а проводимость фторида и хлорида борного тубулена не изменяется по сравнению с чисто борной нанотрубкой. 6. Наличие одиночных атомов щелочных металлов (литий, калий, натрий) на внешней поверхности БНТ не меняет электронное строение и проводящие свойства тубулена, но приводит к возникновению поверхностной проводимости за счет появления свободных носителей заряда на поверхности трубки. Регулярная модификация поверхности БНТ атомами щелочных металлов приводит к возникновению металлической сверхрешетки, выполненной выбранными атомами, и появлению перехода «узкозонный полупроводник - металл» в полученных металлофазных композитах борных нанотруб.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 135 наименований и приложения, содержит 132 страницы основного текста, 12 страниц приложения, 44 рисунка и 12 таблиц.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава содержит обзор публикаций, посвященных исследованию борных кластеров, борных слоев и борных нанотрубок. Обсуждаются возможные структурные модификации элементарного бора, различных кластерных форм бора. Приведены теоретические предсказания возможной электронной структуры борных нанотрубок различных конфигураций (триангулярные, гексагональные, нанотрубки на основе так называемого альфа-слоя, содержащего треугольники и шестиугольники), обусловленные полиморфизмом борных слоев, и их зонного строения. Рассмотрены борные нанотрубки, дотированные атомами магния. Описан основной метод синтеза и обнаружения БНТ.

Во второй главе рассмотрены основные модели и расчетные полуэмпирические методы, использованные в настоящей работе для описания протяженных наносистем на основе бора, изучения их структуры и свойств. Обосновывается целесообразность выбора кластерного подхода для исследования твердых тел. Представлено описание метода ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера - основного метода расчета БНТ в данной диссертационной работе.

Третья глава посвящена описанию электронно-энергетических характеристик однослойных гексагональных борных нанотруб малого (до 2 нм) диаметра типов «zig-zag» (п, 0) и «arm-chair» (п, п), обладающих цилиндрической симметрией. Рассмотрено зонное строение БНТ. Сделаны выводы об устойчивости борных тубуленов типа (п, п). Исследуется влияние структурных модификаций, в том числе в виде одиночных дефектов замещения (заряженных и нейтральных) атомами и ионами, близкими бору по радиусу и валентности, а также дефекта в виде вакансии, на электронное строение и проводящие характеристики полученных композитов.

Четвертая глава посвящена результатам исследования поверхностных, в том числе сорбционных свойств борных нанотрубок. Рассматриваются механизмы адсорбции легких атомов (Н, F, С1, О) на поверхности БНТ. Представлены структуры, свойства и энергетические характеристики гидридов и оксидов борных тубуленов. Обсуждается способ создания положительного носителя заряда на поверхности БНТ путем адсорбции атомарного водорода. Доказывается возможность миграции протона по внешней поверхности тубулена. Исследуются БНТ, модифицированные атомами щелочных металлов. Изучается влияние металлической сверхрешетки на проводящие характеристики борных нанотрубок.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Личный вклад автора.

Основные положения диссертации опубликованы в соавторстве с научным руководителем профессором, доктором физико-математических наук Запороцковой И. В. Автор принимал активное участие в построении геометрических моделей борных нанотруб, проведении теоретических расчетов, проработке и анализе литературы по теме диссертации, написании статей.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: 2-ом семинаре СО РАН - УрО РАН «Неорганические материалы и химическая термодинамика» (2002, Екатеринбург); IV Российско-Японском семинаре «Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники» (2006, Астрахань); XI международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии» (2006, Самара); Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике» (2002, 2007, 2008, 2009, С.-Петербург); 14-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (2008, Уфа); 1-ой международной казахстанско-российско-японской научной конференции и VI российско-японском семинаре «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (2008, Усть-Каменогорск); Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях волгоградской области» (2008, 2009, 2010, Волгоград); XV международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» имени А.Г. Горшкова, (2009, Ярополец); VII международной российско-казахстанско-японской научной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (2009, Волгоград); 9-ой Международной конференции

«Фуллерены и атомные кластеры» (9th Biennial International Workshop «Fullerenes and Atomic Clusters») (2009, С.-Петербург); 8-м Европейском симпозиуме по мартенситным превращениям (The 8th European Symposium on Martensitic Transformations ) (2009, Прага, Чехия); 12-ой научной молодежной школе по твердотельной электронике «Физика и технология микро- и наносистем» (2009, С.-Петербург); Всероссийской молодежной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (2009, Саратов); 3-ей Международной конференции по наноструктурам самосборки (3rd International Conference on NANO-structures Self-Assembly NanoSEA) (2010, Марсель, Франция); Международной конференции «Нанонаука и нанотехнологии» («Nanoscience & Nanotechnology») (2010, 2011, Фраскати, Италия).

Материалы работы использовались при выполнении следующих проектов и программ: Федеральная целевая программа «Развитие образования на 20062010 годы» (2008); Государственный научный грант Волгоградской области «Комплексное исследование строения, физико-химических свойств и применения композитов на основе углеродных и неуглеродных наноструктур» (2008); Государственный контракт с Администрацией Волгоградской области, проект «Исследование и разработка новых перспективных материалов (в том числе и наноматериалов) и технологий получения конструкционных композитных материалов, биологических и лекарственных средств» (2008); Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, проект «Комплексное исследование строения, физико-химических свойств и применения композитов на основе углеродных и неуглеродных наноструктур» (2009-2011); Государственный контракт с Администрацией Волгоградской области, проект «Разработка промышленных технологий наноуровня на основе исследования основных свойств углеродосодержащих наноматериалов и изучения возможностей сканирующей микроскопии» (2009), Научный грант физико-технического института ВолГУ (2011).

По рассматриваемым в диссертации вопросам опубликовано 39 научных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 3 статьи в зарубежных журналах.

Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 год.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Перевалова, Евгения Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе в соответствии с поставленной целью были установлены основные особенности электронно-энергетического строения и проводящих свойств нанотруб на основе атомов бора. Получены следующие основные результаты и сделаны выводы:

1. Определены электронно-энергетические и геометрические характеристики квазипланарного гексагонального бора и соответствующих нанотубулярных форм. Вычислены энергии деформации борных нанотрубок, полученных путем скручивания соответствующих квазипланарных форм, и установлено, что процесс образования БНТ типа «zig-zag» энергетически невыгоден. Доказана возможность преимущественного образования креслообразных (п, п) борных нанотруб при скручивании гексагонального квазипланарного бора. Анализ электронного строения однослойных борных (п, п) нанотруб малого диаметра (до 2 нм) выявил, что все они являются узкозонными полупроводниками. Найдено значение концентрации основных носителей заряда в БНТ типа (п, п) и установлено, что БНТ малого диаметра являются эффективными в смысле проводимости системами, близкими к металлам по числу носителей - электронов.

2. Исследованы дефекты замещения атомов поверхности борной нанотрубки атомами и ионами, близкими к бору по радиусу и числу валентных электронов. Установлено, что их наличие приводит к расширению валентной зоны, но не изменяет проводящих свойств таких структурно-модифицированных нанотрубок. Изучен механизм образования вакансионного дефекта поверхности борной нанотрубки типа (6, 6). Определена энергия активации данного процесса и оценена относительная доля вакансий при температуре 1000 К. Доказано, что модифицирование структуры борного тубулена путем введения одиночных дефектов замещения или вакансионного дефекта не влияет на характер проводимости борных нанотруб, которые сохраняют полупроводящее состояние, что отличает их от углеродных нанотруб, проводимость которых существенно зависит от наличия дефектов. Это позволит при конструировании приборов наноэлектроники широко использовать борные нанотрубки произвольно выбранной «чистоты» поверхности без потери искомых проводящих свойств последних.

3. Исследован механизм адсорбции атома водорода на внешней поверхности борных нанотруб (6, 6) для трех вариантов расположения атома Н: над атомом бора, над центром связи В-В и над центром борного гексагона. Выяснено, что во всех рассмотренных положениях атом Н активно адсорбируется и образует с поверхностью БНТ стабильный комплекс. Определены геометрические параметры и энергетические характеристики процесса. Анализ электронно-энергетического строения установил, что проводимость БНТ, модифицированной одиночным атомом Н, не изменилась, сохранив полупроводящий характер. При адсорбции атомов Н во всех случаях имеет место перенос электронной плотности с атома Н на поверхность тубулена, что фактически свидетельствует об образовании свободного носителя положительного заряда - протона ЕГ.

4. Предложены и исследованы два механизма миграции протона Н+ по внешней поверхности однослойной борной нанотрубки типа (п, п): «эстафетный» и «прыжковый». Построены энергетические кривые процессов переноса Н+, определены значения энергий активации, которые могут быть использованы при исследовании характера температурной зависимости относительной протонной проводимости борных нанотруб. Установлено, что более вероятным является «прыжковый» механизм переноса протона для трубки (6, 6) и равновероятны оба механизма для трубки (8, 8). Доказано, что меньший диаметр нанотрубки обеспечивает лучшую продольную протонную проводимость системы. Проведена оценка подвижности протонов на поверхности БНТ и установлено, что она сравнима с подвижностью основных носителей типичных полупроводников. Таким образом, нанотрубки на основе бора могут быть отнесены к классу протонпроводящих материалов, что обеспечит новые интересные перспективы их использования в электронной технике.

5. Исследованы механизмы адсорбции атомов кислорода, хлора и фтора на внешней поверхности борных нанотруб для трех вариантов их расположения над поверхностью. Установлено, что атом О способен адсорбироваться лишь в двух положениях: над атомом В и над центром связи В-В. Атомы фтора и хлора способны адсорбироваться только в положении над атомом бора поверхности трубки, при этом тип проводимости получившихся фторида и хлорида борного тубулена не изменяется по сравнению с чистой борной нанотрубкой и сохраняет полупроводящий характер.

6. Изучен процесс регулярной адсорбции атомов водорода и кислорода на поверхности В-нанотруб и определена наиболее выгодная с энергетической точки зрения гидридная и оксидная структуры борного тубулена. Анализ проводящего состояния оксидированной и гидрогенизированной борной нанотрубки обнаружил изменение типа проводимости в сторону металлизации по сравнению с полупроводящим состоянием чистого борного тубулена.

7. Исследован механизм адсорбции атомов щелочных металлов (лития, калия, натрия) на внешней поверхности борной нанотрубки для двух вариантов их расположения: над атомом бора и над центром борного гексагона. Выяснено, что наиболее эффективно присоединение атомов металлов к атому бора поверхности трубки. Установлено, что поверхностное модифицирование БИТ атомами Li, К, Na не меняет проводящий характер БНТ, но приводит к возникновению поверхностной проводимости за счет появления свободных носителей заряда на поверхности трубки. Доказано, что модификация поверхности БНТ атомами щелочных металлов приводит к возникновению металлической сверхрешетки, выполненной выбранными атомами, и появлению перехода «узкозонный полупроводник - металл» в полученных таким образом металлофазных композитах борных нанотруб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Перевалова, Евгения Викторовна, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Iijima, S. Helikal microtubules of graphite carbon / S. Iijima // Nature. -1991.-Vol. 354.-P. 56-58.

2. Dewar, M. J. S. Ground states of molecules. The MNDO method. Approximations and Parameters / M. J. S. Dewar, W. Thiel // J. Amer. Chem. Soc. - 1977. - Vol. 99. - P. 4899-4906.

3. Zou, J. Large-quantity production of high-yield boron nitride nanotubes / J. Zou, Y. Chen, M. Conway, and J.S. Williams // J. Mater. Res. - 2002. -Vol. 17, No 8. - P. 1896-1899.

4. Rubio, A. Chiral tubules of hexagonal BC2N / A. Rubio, Y. Miyamoto, M. L. Cohen, and S. G. Louie // Phys. Rev. В - 1994. - Vol. 50. - P. 4976.

5. Чернозатонский, Jl. А. Новые баррелены и тубулены из бора / Л. А. Чернозатонский, Сорокин П.Б, Якобсон Б.И. // Письма в ЖЭТФ. -2008. -Т. 87, №. 9. - С. 575-579.

6. Boustani, I. New Boron Based Nanostructured Materials /1. Boustani [et al.] //J. Chem. Phys. - 1999.-Vol. 110. -P.3176.

7. Boustani, I. Systematic Ab Initio Investigation of Bare Boron clusters: Determination of the Geometry and Electronic Structures of B_n (n= 2 to 14) /1. Boustani // Phys. Rev. B. - 1997. - Vol. 55. - P. 16426.

8. Boustani, I. New quasi-planar surfaces of bare boron / I. Boustani // Surf. Sci. - 1997. - V. 370. N 2-3. - P. 355-363.

9. Meng, X. M. Boron nanowires synthesized by laser ablation at high temperature / X. M. Meng [et al.] // Chem. Phys. Lett. - 2003. - Vol. 370. -P. 825-828.

10.Tang, H. Novel precursors for boron nanotubes: the competition of two-center and three-center bonding in boron sheets / H. Tang, S. Ismail-Beigi // Phys. Rev. Lett. - 2007. - Vol. 99. - P. 115501-115504.

11. Ciuparu, D. Synthesis of Pure Boron Single-Wall Nanotubes / D. Ciuparu [et al.] // J. Phys. Chem. B. - 2004. - Vol. 108. - P. 3967—3969.

12.3апороцкова, И. В. Углеродные и неуглеродные наноматериалы и композитные структуры на их основе: строение и электронные свойства [Текст]:[монография] / И.В. Запороцкова; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр. гос. ун-т». -Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2009. - 490 с.

13.Kroto, H.V. С60: Buckminsterfullerene /H.V. Kroto // Nature. - 1985. -Vol. 318.-P. 162.

14.Ebbesen, T.W. Large - scale synthesis of carbon nanotubes / T.W. Ebbesen, P.M. Ajayan // Nature. - 1992. - V. 358. - P. 220-222.

15.Dresselhaus, M.S. Carbon fibers based on Сбо and their symmetry /M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito // Phys. Rev. B. -1992.-V. 45. -P.6234-6239.

16.Dewar, M.J.S. A semiempirical model for the two-center repulsion integrals in the NDDO approximation / M.J.S. Dewar, Thiel W. // Theoret. Chem. Acta. - 1977. - V. 46. - P.89 - 104.

17. Ивановский, A.JI. Квантовая химия в материаловедении. Бор, его сплавы и соединения / A.J1. Ивановский, Г.П. Швейкин. // Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1997-400с.

18.Kah, С. L. Stability and Electronic Properties of Atomistically-Engineered 2D Boron Sheets / C. L. Kah, R. Pandey // J. Phys. Chem. C. - 2007. - Vol. 111.-P. 2906-2912.

19.Chacko, S. Ab Initio density functional investigation of B24 clusters: Rings, Tubes, Planes, and cages of fused boron icosahedra / S. Chacko, D. G. Kanhere, I. Boustani // Phys. Rev. В - 2003. - Vol.68. - P. 035414.

20.Boustani, I. Ab initio study of B32 clusters: competition between spherical, quasiplanar and tubular isomers / I. Boustani, A. Rubio, J.A. Alonso // Chem. Phys. Lett. - 1999. -V. 311, No. 1-2. - P. 21-28.

21.Lau, К. C. Stability And Electronic Properties Of Atomistically-Engineered 2D Boron Sheets / К. C. Lau, R. Pandey // J. Phys. Chem. C. - 2007. - Vol. Ill,-P. 2906.

22.Evans, M. H. Electronic and Mechanical properties of Planar and Tubular Boron Structures / M. H. Evans, J. D. Joannopoulos, S. T. Pantelides // Phys. Rev. B - 2005. - Vol.72. - P. 045434.

23.Kunstmann, J. Broad boron sheets and boron nanotubes: An ab initio study of structural, electronic, and mechanical properties / J. Kunstmann, A. Quandt // Phys. Rev. B - 2006. - Vol. 74. - P. 035413.

24. Cabria, I. Density functional calculations of hydrogen adsorption on boron nanotubes and boron sheets / I. Cabria, M.J. Lopez, J.A. Alonso // Nanotechnology. - 2006. -Vol. 17, Issue 3. - P. 778-785.

25.Hohenberg, P. Inhomogeneous Electron Gas / P. Hohenberg, W. Kohn. // Phys. Rev. B.- 1964. -Vol. 136.-P. 864-871.

26. Kohn, W. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects / W. Kohn, L. J. Sham.// Phys. Rev. A. - 1965. - Vol. 140. - P. 1133.

27. PARAllel Total Energy Code (PARATEC) is a plane-wave pseudopotential program for parallel computations, http://www.nersc.gov/projects/paratec/

28.Perdew , J. P. The self-interaction correction / J. P. Perdew , A. Zunger. // Phys. Rev. B - 1981. - Vol. 23. - P. 5048.

29.Perdew, J. P. Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation / J. P. Perdew [et al.] // Phys. Rev. B - 1992. - Vol. 46, No. 11. - P. 6671-6687.

30.Durrant, P. J. Introduction to Advanced Inorganic Chemistry / P. J. Durrant, B. Durrant // Wiley & Sons, New York. - 1962. - P. 118-121.

31.Szwacki, N. G. B80 Fullerene: An Ab Initio Prediction of Geometry, Stability, and Electronic Structure / N. G. Szwacki, A. Sadrzadeh, B. I. Yakobson // Phys. Rev. Lett. - 2007. - Vol. 98. - P. 166804. 32.Hoyer, P. Formation of a titanium dioxide nanotube array / P. Hoyer //

Langmuir.- 1996. -Vol. 12.-P. 1411-1413. 33.Spahr, M.E. Redox-active nanotubes of vanadium oxide. / Spahr M.E., Bitterli P., Nesper R., Miiller M., Krumeich F., Nissen H.-U. // Angew. Chem. - 1998. - V. 1 10.-P. 1339-1344.

34.Sha, J. Silicon nanotubes / J. Sha, X. Niu, J. Ma, X. Xu, Q. Zhang, D. Yang // 1221Adv. Mater. - 2002. - V.14. - P. 1219.

35.Leininger, M. L. Protonated High Energy Density Materials: N4 Tetrahedron and N8 Octahedron / M. L. Leininger, T. J. Van Huis, H. F. Schaefer // J. Phys. Chem. A. - 1997. - Vol. 101. - P. 4460.

36.Boustani, I. Systematic LSD Investigation on Cationic Boron clusters B+n (n=2-14) /1. Boustani, J. Guantum. // Quantum Chem. - 1994. - Vol. 52. -P. 1081 - 1111.

37.Xiaobao, Y. Ab initio prediction of stable boron sheets and boron nanotubes: Structure, stability, and electronic properties / Y. Xiaobao, Yi Ding, Jun Ni // Phys. Rev. B - 2008. - Vol. 77. - P. 041402.

38.Bezugly, V. Highly Conductive Boron Nanotubes: Transport Properties,Work Functions, and Structural Stabilities / V. Bezugly [et al.] // American Chemical Society. - 2011. - Vol. 5, No. 6. - P. 4997-5005.

39.Kunstmann, J., Quandt, A. Constricted boron nanotubes / J. Kunstmann, A. Quandt // Chemical Physics Letters. - 2005. - Vol. 402. - P. 21-26.

40.Perdew, J. P. Generalized Gradient Approximation / J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, // Made Simple. Phys. Rev. Lett. - 1996. - Vol. 77. - P. 3865-3868.

41.Kunstmann, J., Quandt, A., Boustani, I. An Approach To Control the Radius and the Chirality of Nanotubes / J. Kunstmann, A. Quandt, I. Boustani // Nanotechnology. - 2007. - Vol. 18, No. 155703, 3 pp.

42.Elstner, M. Self-Consistent-Charge Density-Functional Tight-Binding Method for Simulations of Complex Materials Properties / M. Elstner [et al.] // Phys. Rev. B. - 1998. - Vol. 58. - P. 7260-7268.

43.Chernozatonskii, L. A., Sorokin, P. B., Yakobson, B. I. New Boron Barrelenes and Tubulenes / L. A. Chernozatonskii, P. B. Sorokin, B. I. Yakobson // JETP Letters. - 2008. - Vol. 87, No. 9. -P. 489-493.

44.Kresse, G., Hafner, J. Ab-initio molecular dynamics simulations for liquid metals / G. Kresse, J. Hafner // Phys.Rev. B - 1993. - Vol. 47. - P. 558-561.

45.Liu, F. Metal-Like Single Crystalline Boron Nanotubes: Synthesis and In Situ Study on Electric Transport and Field Emission Properties / F. Liu [et al.] // J. Mater. Chem. - 2010. - Vol. 20. - P. 2197-2205.

46.Cao, L. Well-Aligned Boron Nanowire Arrays / L. Cao [et al.] // AdV. Mater. (Weinheim, Germany). - 2001. - Vol. 13. - P. 1701-1704.

47. Cao, L. Synthesis of well-aligned boron nanowires and their structural stability under high pressure / L. Cao [et al.] // J. Phys.: Condens. Matter. -2002.-Vol. 14.-P. 11017-11021.

48. Wang, Y.Q. Amorphous feather-like boron nanowires / Y.Q. Wang [et al.] // Chem. Phys. Letts. - 2003. - Vol. 367. - P. 495-499.

49. Cao, L. Featherlike Boron Nanowires Arranged in Large-Scale Arrays with Multiple Nanojunctions / L. Cao [et al.] // Adv. Mater. - 2002. - Vol. 14, No. 18.-P. 1294-1297.

50.Wang, Y. Q. Application of energy-filtering transmission electron microscopy to characterize amorphous boron nanowires / Y.Q. Wang [et al.] // J. Crystal Growth - 2002. - Vol. 244. - P. 123-128.

51. Wang, Y.Q. One-dimensional growth mechanism of amorphous boron nanowires / Y.Q. Wang [et al.] // Chem. Phys. Letts. - 2002. - Vol. 359. -P. 273-277.

52. Cao, L. Template-catalyst-free growth of highly ordered boron nanowire arrays / L. Cao [et al.] // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 80, No. 22. -P. 4226-4228.

53.Zhang, Y. Synthesis of crystalline boron nanowires by laser ablation / Y. Zhang [et al.] // Chem. Commun. - 2002. - Vol. 23. - P. 2806-2807.

54.0tten, C. J. Crystalline Boron Nanowires / C. J. Otten [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 2002. - Vol. 124. - P. 4564

55.Beck, J. S. A New Family of Mesoporous Molecular Sieves Prepared with Liquid Crystal Templates / J. S. Beck [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 1992. -Vol. 114.-P. 10834-10843.

56.Park, C. S. The Deposition Characteristics And The Structural Nature Of

The Deposit In The Chemical Vapour Deposition Of Boron Chun / C. S. Park, J. S. Yoo // J. S. Thin Solid Films. - 1985. - Vol. 131. - P. 205-214.

57.Ciuparu, D. Uniform-Diameter Single-Walled Carbon Nanotubes Catalytically Grown in Cobalt-Incorporated MCM-41 / D.Ciuparu [et al.] // J. Phys. Chem. B. - 2004. -Vol. 108, No. 2. - P. 503-507.

58.Kah, C. L. Structure and stability of Mg-intercalated boron nanotubes and crystalline bundles / R. Orlando , R. Pandey // J. Phys.: Condens. Matter. -2009. - Vol. 21. No. 045304, 7pp.

59.Lau, K. C. First-Principles Study of the Stability and Electronic Properties of Sheets and Nanotubes of Elemental Boron / K. C. Lau [et al.] // Chem. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 418. P. 549-554.

60. Lau, K. C. First-Principles Study Of Crystalline Bundles Of Single-Walled Boron Nanotubes With Small Diameter / K. C. Lau, R. Orlando, R. Pandey // J. Phys.: Condens. Matter. - 2008. - Vol. 20. - P. 125202.

61.Boustani, I. Single Wall Boron Nanotubes / I. Boustani [et al.] // J. Chem. Phys. - 1999. - Vol. 110. - P. 3176.

62. Lau, K. C. Thermodynamic Stability of Novel Boron Sheet Configurations / K. C. Lau, R. Pandey // J. Phys. Chem. B. - 2008. - Vol. 112. - P. 1021710220.

63.Lau, K. C. 2D Boron Sheets / K. C. Lau, R. Pandey // J. Phys. Chem. C. -2007.-Vol.1. - P. 2906.

64.Prassides, K. Compressibility of the MgB2 superconductor / K. Prassides [et al.] // Phys. Rev. B. - 2001. - Vol. 64. - P. 012509.

65.Nagamatsu, J. Superconductivity at 39 K in magnesium diboride / J. Nagamatsu [et al.] // Nature (London). - 2001. - Vol. 410. - P. 63.

66.Nath, M. A Simple Sol-Gel Synthesis of Superconducting MgB2 Nanowires / M. Nath, B. A. Parkinson // Adv. Mater. - 2006. - Vol. 18. - P. 1865.

67.Chernozatonskii, L.A. Diboridebifullerenes and binano tubes / L.A. Chernozatonskii // JETP Lett. - 2001. - Vol. 74. - P. 335.

68. Koch, W. A Chemist's Guide to Density Functional Theory / W. Koch, M. Holthausen // Weinheim : Wiley-VCH, 2002. - P. 19-28.

69.Слэтер, Дж. Электронная структура молекул / Дж. Слэтер. -М.: Мир. -1965.- 587 С.

70.3аградник, Р. Основы квантовой химии / Р. Заградник, Р. Полак. - М.: Мир. - 1979.- 504 С.

71.Хартри, Д. Расчеты атомных структур / Д. Хартри. - М.: ИЛ. - 1960. -271 С.

72.Губанов, В.А. Полуэмпирические методы молекулярных орбиталей в квантовой химии / В.А. Губанов, В.П. Жуков, А.О. Литинский. - М.: Наука. - 1976. -219 С.

73. Stewart, J.J.P. Optimization of parameters for semi empirical methods. 1. Methods. / J.J.P. Stewart //J. Comput. Chem. -1989. - Vol.10, №2. - P. 209-220.

74. Stewart, J.J.P. Optimization of parameters for semiempirical methods. 2. Applications. / J.J.P. Stewart //J. Comput. Chem. -1989. -Vol.10, №2. - P. 221-264.

75. Лебедев, Н.Г. Полуэмпирические методы расчета электронного строения и энергетических характеристик многоэлектронных систем / Н.Г. Лебедев - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2000. - 24 С.

76.Эварестов, Р.А. Квантовохимические методы в теории твердого тела / Р. А. Эварестов, В. А. Смирнов.- Л.: ЛГУ. - 1982. - 280 С.

77.Жидомиров, Г. М. Кластерное приближение в квантовохимических исследованиях хемосорбции и поверхностных структур / Г. М. Жидомиров, И. Д. Михейкин // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Сер. Строение молекул и химич. связь. - М.: ВИНИТИ. -1984. -Т.9.-161 С.

78. Эварестов, Р. А. Молекулярные модели точечных дефектов в широкощелевых твердых телах / Р. А. Эварестов, Е. А. Котомин, А. Н. Ермошкин. - Рига: Зинатне. -1983. - 287 С.

79.Закис, Ю.Р. Модели процессов в широкощелевых твердых телах с дефектами / Ю. Р. Закис [et al.]. - Рига: Зинатне. -1991. -382 С.

80. Литинский, А. О. Модель ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера в MNDO-расчетах межмолекулярных взаимодействий в гетерогенных системах / А. О. Литинский, Н. Г. Лебедев, И. В. Запороцкова // Журнал физической химии. - 1995. -Т.69, №1 - С.189.

81.Близнюк, A.A. Комплекс программ MNDO-85 для расчета электронной структуры, физико-химических свойств и реакционной способности молекулярных систем полуэмпирическими методами MNDO, MNDOC и AMI / A.A. Близнюк // Журнал структурной химии. - 1986. - Т.27, № 4. -С. 190-191.

82. Хартри, Д. Расчеты атомных структур / Д. Хартри. - М.: ИЛ, 1960. - 271 с.

83. Запороцкова, И.В. Полуэмпирические MNDO-исследования электронно-энергетических характеристик нанотруб на основе атомов бора / И. В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Второй семинар СО РАН -УрО РАН «Неорганические материалы и химическая термодинамика». - Екатеринбург. - 24-26 сентября 2002. - С. 71.

84.Запороцкова, И.В. Полуэмпирические исследования борных нанотруб / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Перспективные технологии и оборудование для материаловедения, микро- и наноэлектроники. Труды IV российско-японского семинара. - Астрахань. - 22-23 мая 2006.-С. 136-144.

85.Запороцкова, И.В. Нанотубулярные композиты и их полуэмпирические исследования / И.В. Запороцкова [и др.] // Материалы электронной техники. - 2006. - № 2. - С.4 - 15.

86.Zaporotskova, I.V. Boron Nanotubes: Sorption Properties and Proton Conductivity / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P.Zaporotskova // Nanoscience and Nanotechnology Letters. - 2011. - Vol. 3, № 6. - P. 1-6.

87.Павлов, П. В. Физика твердого тела / П. В. Павлов, А. Ф. Хохлов. - М.: Высшая школа, 1985. - 494 с.

88.3апороцкова, И.В. Полуэмпирические MNDO-исследования электронно-энергетических характеристик дефектных и бездефектных нанотруб на основе атомов бора / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Сб. «Четвертая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике». -С.-Петербург. - 3-6 декабря 2002. - С. 78.

89.Запороцкова, И.В. Борные нанотрубки - новый перспективный материал нанотехнологий / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Труды VII международной российско-казахстанско-японской научной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». -Волгоград. - 3-4 июня 2009. - С. 183 -197.

90.Zaporotskova, I.V. Semiempirical investigation of boron nanotubes and some structure-modification composites on its base / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, P.A. Zaporotskov // 9th Biennial International Workshop «Fullerenes and Atomic Clusters». - St Petersburg, Russia. - 6-10 July 2009.-P. 107.

91. Zaporotskova, I.V, The adsorption properties of boron nanotubes / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P. Zaporotskova // 9th Biennial International Workshop «Fullerenes and Atomic Clusters». - St Petersburg, Russia. - 6-10 July 2009. - P. 106.

92.Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes and their properties: semi-empirical investigation / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P. Zaporotskova // The 8th European Symposium on Martensitic Transformations. - Prague, Czech Republic. - 7-11 September 2009. - P. 60.

93.Запороцкова, И.В. Адсорбционные свойства борных нанотруб / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Материалы 12-ой научной молодежной школы по твердотельной электронике «физика и

технология микро- и наносистем». - Санкт-Петербург. - 10-11 октября 2009. - С.57-58.

94.3апороцкова, И.В. Борные нанотрубки: полуэмпирические исследования строения и некоторых физико-химических свойств / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Технология металлов. - 2009. - № 9. -С.25 - 29.

95.Запороцкова, И.В. Полуэмпирические исследования борных нанотруб и процессов на их поверхности / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Сб. «XI международная научно-техническая конференция. Наукоемкие химические технологии. - Самара. - 16-20 октября 2006. - Т.2. - С. 8283.

96.Запороцкова, И.В. Квантово-химические исследования структурно-модифицированных и гидрогенизированных борных нанотруб / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Сб. «Девятая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике». - С.-Петербург. - 3-7 декабря 2007.-С. 61.

97.Запороцкова, И.В. Адсорбция легких атомов на поверхности борной нанотрубки / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова, A.B. Долгачев // Сб. «Четырнадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых». - Уфа. - 27 марта - 3 апреля 2008. - С. 131-132.

98. Запороцкова, И.В. Полуэмпирические исследования механизмов адсорбции некоторых лёгких атомов на поверхности однослойной борной нанотрубки / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Сб. «Десятая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике». - С.-Петербург. - 1-5 декабря 2008. - С. 43.

99. Запороцкова, И.В. Адсорбция атомов Cl, F, Н, О на поверхности борной нанотрубки. / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова //

Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов. Труды I Международной казахстанско-российско-японской научной конференции и VI российско-японского семинара. - Усть-Каменогорск. - 24-25 июня 2008.-С. 348-351.

100. Запороцкова, И.В. Протонная проводимость однослойных углеродных нанотруб: полуэмпирические исследования / И.В. Запороцкова, Н.Г. Лебедев, П.А. Запороцков // Физика твердого тела. -2006. - Т. 48, № 4. - С. 756-760.

101. Запороцкова, И.В. Исследование процесса миграции протона на поверхности однослойной борной нанотрубки / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова, C.B. Борознин // Сборник «Одиннадцатая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике». - С.-Петербург. - 30 ноября - 4 декабря 2009. - С. 27.

102. Перевал ова, Е.В. Исследование процесса протонной проводимости на поверхности однослойной борной трубки / Е.В. Перевалова // Материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи. - Белгород. - 16-20 ноября 2009. - С.140-141.

103. Перевалова, Е.В. Протонная проводимость нанотрубок на основе бора / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова, Н.П. Запороцкова // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2011. - Т. 14, № 1. -С. 100-104.

104. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. - М.: Высшая школа. - 1984. - 463 С.

105. Lebedev N.G., Zaporotskova I.V., Chernozatonskii L.A. Some features of hydrogenization of single-walled carbon nanotubes // Abs. «Fullerenes and Atomic clusters», July 2-6, 2001, St.-Peterburg. - 2001. - P. 325.

106. Запороцкова, И.В. Борные нанотрубки: электронно-энергетическое строение и некоторые физико-химические свойства / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях волгоградской области». - Волгоград. - 10-11 декабря 2008. - С. 110-117.

107. Запороцкова, И.В. Физико-химические свойства борных нанотруб (п, п) и (п, 0) типа / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Материалы XV международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» имени А.Г. Горшкова. -Ярополец. - 16-20 февраля 2009. - С. 19-21.

108. Запороцкова, И.В. Изучение механизмов адсорбции, а также регулярной гидрогенизации на внешней поверхности борной нанотрубки / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова, A.B. Долгачев // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях волгоградской области». -Волгоград. - 10-11 декабря 2008. - С. 117-124.

109. Елецкий, А. В. Сорбционные свойства углеродных наноструктур / А. В. Елецкий // Успехи физических наук. - 2004. - Т. 174, № 11. - С. 1191 - 1231.

110. Запороцкова, И. В. Особенности сорбции легких атомов на поверхности однослойного углеродного тубелена / И. В. Запороцкова, А. О. Литинский, Л. А. Чернозатонский // Письма в ЖЭТФ. - 1997. - Т. 66.- С. 799 - 802.

111. Лебедев, Н. Г. Исследование процессов оксидирования и фторирования однослойных углеродных нанотрубок в приближении MNDO / Н. Г. Лебедев, И. В. Запороцкова, Л. А., Л. А. Чернозатонский // Физика твердого тела. - 2002. - Т. 44, № 3. - С. 464 - 466.

112. Lebedev, N. G. Single and regular hydrogenation and oxidation of carbon nanotubes: MNDO calculations / N. G. Lebedev, I. V. Zaporotskova, L. A. Chernozatonskii // International Journal of Quantum Chemistry. - 2003. -V. 96, №2. - P. 149 - 154.

113. Lebedev, N. G. Fluorination of carbon nanotubes: quantum chemical investigation within MNDO approximation / N. G. Lebedev, I. V. Zaporotskova, L. A. Chernozatonskii // International Journal of Quantum Chemistry. - 2003. - V. 96, № 2. - P. 142 - 148.

114. Запороцкова, И. В. Механизмы заполнения однослойных углеродных нанотрубок атомарным водородом / И. В. Запороцкова, Н. Г. Лебедев // Химическая физика, 2006. - Т. 25, № 5. - с. 91 - 96.

115. Запороцкова, И.В. Заполнение углеродных нанотруб водородом: вероятные механизмы / И.В. Запороцкова // Нанотехника. - 2005. - № 4. - С. 34-37.

116. Запороцкова, И.В. Механизмы заполнения однослойных углеродных нанотрубок атомарным водородом / И.В. Запороцкова, Н.Г. Лебедев // Химическая физика. - 2006. - Т. 25, № 5. - С. 100 - 105.

117. Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes and its properties: semiempirical investigation / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P. Zaporotskova // 3rd International Conference on NANO-structures Self-Assembly (NanoSEA 2010). Congress Center of Cassis, French Riviera, 28 June - 2 July 2010. Book of abstrsct.-France, Marseille. - 2010. - P.137-138.

118. Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes: structure and properties / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P. Zaporotskova // Nanoscience & nanotechnology 2010. Frascati National Laboratories INFN. Frascati, 20 -23 September 2010. Book of abstract.-Italy, Frascati. - 2010. - P.70-72.

119. Перевалова, E.B. Абсорбция молекулы кислорода на поверхность различных видов нанотруб / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова, С.В. Борознин // Сб. «Двенадцатая всероссийская молодежная конференция

по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике». - С.-Петербург. - 1-5 дек. 2010. - С.80.

120. Перевалова, Е.В. Адсорбция легких атомов на поверхности борных нанотруб / Е.В. Перевалова [и др.] // Технология металлов. - 2010. - № 10. - С.25 - 29.

121.Perevalova, E.V. Semi-Empirical investigation of Boron Nanotubes and Some Structure-Modification on Their Base / E.V. Perevalova, I.V. Zaporotskova, P.S. Zaporotskov // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. - 2010. -18. - 579-583.

122. Перевалова, Е.В. Борные нанотрубки - перспективный материал нанотехнологий / Е.В. Перевалова // Материалы VI межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы Модернизации региона в исследованиях молодых ученых». - Волгоград. - 30-31 марта 2010. -С.392-395.

123. Перевалова, Е.В. Процессы оксидирования борсодержащих нанотруб / Е.В. Перевалова [и др.] // Технология металлов. - 2011. - № 6. - С.17 -21.

124. Перевалова, Е.В. Борные нанотрубки и их некоторые физико-химические свойства / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова // Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях волгоградской области». -Волгоград. - 17-18 декабря 2009. - С. 213-217.

125. Перевалова, Е.В. Некоторые физико-химические свойства борных нанотруб и перспективы их применения / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова // Вестник Волгоградского государственного университета. Секция 10: Инновационная деятельность. - 2009-2010. -№4.-С. 107-115.

126. Запороцкова, И.В. Свойства углеродных нанотрубок, модифицированных атомами щелочных металлов / И.В. Запороцкова,

А.О. Литинский // Сб. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов, 25-26 июня 1997. - 1997. - С. 391.

127.Перевалова, Е.В. Абсорбция атомов щелочных металлов на поверхности борной нанотрубки / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова // Сб. «Двенадцатая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике». -С.-Петербург. - 1-5 дек. 2010. - С. 80.

128. Перевалова, Е.В. Исследование процессов адсорбции кислорода на поверхности борсо держащих нанотруб / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова C.B. Борознин // Материалы 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях волгоградской области», 22-23 декабря 2010 г., Волгоград. - 2010. - С. 132-141.

129. Запороцкова, И.В. Об адсорбции молекулярного кислорода на внешней поверхности борной и боронитридной нанотруб / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова, C.B. Борознин // Вестник Волгоградского государственного университета. Секция 10: Инновационная деятельность. - 2011. - №5. - С. 18-25.

130. Запороцкова, И.В. Теоретические исследования борных нанотруб с целью определения возможности их промышленного использования / И.В. Запороцкова, Е.В. Перевалова // Сборник материалов Всероссийской молодежной выставки-конкурса прикладных исследований, изобретений и инноваций. - Саратов. - 27-28 октября 2009.-С. 119.

131. Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes and their properties: semi-empirical investigation / I.V. Zaporotskova, E.V. Perevalova, N.P. Zaporotskova // ESOMAT 2009, 02037 (2009) D01:10.1051/esomat/200902037 Published by EDP Sciences, 2009.

132.Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии. / Т. Пенкаля - Ленинград: Химия, 1972. - 496 С.

133. Zaporotskova, I.V. Research of oxidation processes of boron-carbon nanotubes / I.V. Zaporotskova, E.V.Perevalova, S.V.Boroznin // Nanoscience & nanotechnology 2011. Frascati National Laboratories INFN. Frascati, 19-23 September 2011. Book of abstract.-Italy, Frascati. - 2011. - P. 67-68.

134. Perevalova, E.V. About boron nanotube modified by alkaline metal atoms / E.V. Perevalova, I.V.Zaporotskova // Nanoscience & nanotechnology 2011. Frascati National Laboratories INFN. Frascati, 19 - 23 September 2011. Book of abstract.-Italy, Frascati. - 2011. - P. 109-110.

135. Перевал ова, E.B. Строение и физико-химические свойства нанотрубок на основе бора / Е.В. Перевалова, И.В. Запороцкова // Вестник Волгоградского государственного университета. Секция 10: Инновационная деятельность. - 2011. - №5. - С. 159-166.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор считает приятным долгом выразить благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору, заведующему кафедрой Судебной экспертизы и физического материаловедения Волгоградского государственного университета Запороцковой Ирине Владимировне за большое внимание и интерес к работе диссертанта, необходимые консультации и огромное человеческое участие.

Хочется также выразить искреннюю благодарность Борознину Сергею Владимировичу за помощь и моральную поддержку.