Оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок с инкапсулированными наноструктурами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Федотов, Павел Владимирович

• Федотов, Павел Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Федотов, Павел Владимирович

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Одностенные углеродные нанотрубки

1.2. Комбинированная лазерная оптическая спектроскопия

1.2.1. Оптическое поглощение света ОУН

1.2.2. Фотолюминесцентная спектроскопия ОУН

1.2.3. Спектроскопия комбинационного рассеяния света в ОУН

1.3. Формирование монодисперсных ОУН

1.3.1. Контролируемый синтез монодисперсных ОУН

1.3.2. Пост-синтезная сортировка ОУН

1.4. ОУН как нанореактор

1.4.1. Гибридные материалы на основе заполненных ОУН

1.4.2. Синтез одномерных наноматериалов внутри ОУН

1.4.3. Нанополосы графена внутри ОУН

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Исследованные типы одностенных углеродных нанотрубок

2.2. Формирование сред оптического качества на основе ОУН

2.3. Газофазное заполнение сред на основе ОУН

2.4. Методы исследования сред на основе ОУН

2.4.1. Спектроскопия КРС

2.4.2. Спектроскопия оптического поглощения света

2.4.3. Фотолюминесцентная спектроскопия

2.4.4. Электронная микроскопия

Глава 3. Оптимизация синтеза монодисперсных ОУН на основе

данных оптической спектроскопии

3.1. Формирование монодисперсных ОУН

3.2. Контролируемый синтез монодисперсных ОУН

3.3. Пост-синтезная сортировка ОУН

Глава 4. Оптическая спектроскопия одностенных углеродных нанотрубок, легированных методом заполнения СиС1

4.1. Гибридный материал СиС1@ОУН

4.2. Гибридный легированный материал на основе металлических или полупроводниковых ОУН

Глава 5. Формирование и исследование оптических свойств сверхузких нанополос графена

5.1. Формирование и свойства НПГ внутри ОУН

5.2. Формирование молекулярных колонок внутри ОУН

Основные результаты работы

Список сокращений и условных обозначений

Список публикаций по теме диссертации

Библиографический список использованной литературы

Благодарности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические свойства одностенных углеродных нанотрубок с инкапсулированными наноструктурами»

Введение

Создание и исследование новых наноматериалов, обладающих уникальными оптическими и электронными свойствами - одно из наиболее динамично развивающихся направлений в рамках различных научных областей: современной нелинейной оптики, оптоэлектроники, наноэлектроники, фотовольтаики, биомедицины и т.д. Уникальность оптических и электронных свойств наноматериалов обуславливается, в первую очередь, пониженной размерностью структуры. При характерных размерах материала, соизмеримых с межатомным расстоянием, в нем проявляются квантово-размерные эффекты. Одностенные углеродные нанотрубки (ОУН) - пример такого наноматериала с пониженной размерностью (Ш). ОУН свойственен ряд замечательных свойств: высокая механическая и химическая устойчивость, большая концентрация и мобильность носителей заряда, быстрая кинетика релаксации возбуждения, характерная (для квазиодномерной системы) резонансная электронная структура, большая эффективная длина свободного пробега электронов (режим баллистического транспорта заряда) и т.д.

Актуальность

Превосходные характеристики одностенных углеродных нанотрубок делают этот наноматериал интересным во многих областях применения. Одно из наиболее перспективных направлений - использование ОУН в качестве нанореактора для синтеза принципиально новых одномерных структур внутри нанотрубок. Синтезированные таким образом Ш структуры могут обладать собственными интересными свойствами. Привлекательной является возможность использования гибридного наноматериала (Ш структура внутри ОУН), в котором желаемые свойства достигаются за счёт синергии свойств.

Благодаря собственным уникальным свойствам одностенные углеродные нанотрубки являются идеальным нанореактором. Эффект локализации вещества внутри ОУН, а также эффект взаимодействия вещества со стенками ОУН в

процессе синтеза оказывают существенное влияние на структуру формируемого материала. В то же время электронные свойства углеродной нанотрубки в значительной степени определяются ее геометрией. В зависимости от геометрии ОУН могут иметь металлический или полупроводниковый тип электронной структуры. При этом ширина запрещенной зоны нанотрубки может меняться в диапазоне от 0 эВ до 2 эВ, а диаметр - от 0,6 нм до 2,5 нм. Таким образом, контроль размера и структуры нанотрубок является критически важным для управления параметрами синтезируемых внутри ОУН структур.

Контроль геометрии ОУН - актуальная задача, над которой работают исследователи по всему миру. Получение монодисперсной фракции нанотрубок (включающей нанотрубки одной геометрии) или узкодисперсной фракции нанотрубок (включающей нанотрубки с узким распределением по геометриям) предоставит возможность прецизионного контроля параметров нанореактора.

Комбинированная лазерная оптическая спектроскопия (КЛОС) - метод исследования вещества на основе комбинирования спектроскопии оптического поглощения света (ОПС), фотолюминесцентной спектроскопии (ФЛС) и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). КЛОС является эффективным методом анализа различных параметров ОУН, а также структур, формируемых внутри нанотрубок. Детальное исследование системы на основе ОУН методами комбинированной оптической спектроскопии позволяет извлекать различную информацию: присутствие ОУН, точное распределение нанотрубок конкретной фракции по диаметрам и геометриям, тип электрической проводимости, наличие взаимодействия (перенос энергии или перенос заряда) нанотрубок с окружением, между собой или со структурой внутри нанотрубки.

Многие научные коллективы вовлечены в фундаментальную работу, связанную с возможностью использования ОУН в качестве нанореактора для синтеза принципиально новых одномерных структур. Можно выделить несколько наиболее перспективных направлений.

Первое направление - синтез структур внутри ОУН, которые в комплексе с нанотрубкой формируют гибридный материал, обладающий новыми

интересными свойствами. Например, для модификации оптических и электронных свойств ОУН используются различные методы функционализации нанотрубок. Одно из наиболее перспективных направлений - заполнение нанотрубок различными веществами, являющимся донорами/акцепторами электронов. При этом в процессе заполнения нанотрубка может выступать как нанореактор для формирования Ш кристаллической структуры внутри нее. В результате формирования внутренней структуры происходит модификация свойств нанотрубки за счет эффекта переноса электрического заряда между «гостем» - легирующей структурой и «хозяином» - нанотрубкой. Формируемый таким образом гибридный наноматериал обладает высокими конкурентными характеристиками: например, при использования его в качестве оптически прозрачной и электрически проводящей среды. Для гибридного материала на основе ОУН, в котором предполагается существенная модификация свойств материала, критически важно сильное взаимодействие между нанотрубкой и структурой внутри нанотрубки.

В рамках второго направления исследовательской работы по использованию ОУН в качестве нанореактора можно выделить синтез структур внутри нанотрубки, которые практически не будут взаимодействовать с ней. В этом случае ОУН служит защитным контейнером от различных физических и химических возмущений, а защищенная внутренняя структура играет функциональную роль: например, является люминесцентным маркером. Более того, внутри ОУН возможно формирование структур, получение которых другими методами практически крайне затруднено, например, сверхузких нанополос графена.

Нанополосы графена (НПГ) - один из новых наноматериалов, привлекающих внимание многих исследователей по всему миру. НПГ наследуют уникальные свойства ОУН, но при этом обладают существенными преимуществами. Отличительная особенность сверхузких нанополос графена (с шириной около 1 нм) - это существенная зависимость электронной структуры от ширины полосы и, в особенности, от архитектуры края. Кристаллическое расположение атомов

углерода и тип атомов или атомных групп, пассивирующих края, играют критическую роль в определении электронных и оптических свойств НПГ. Данный эффект предоставляет возможность уникального контроля электронной структуры НПГ через дизайн краевой структуры.

Синтез нанополос графена внутри ОУН методом «bottom-up» - одно из наиболее перспективных направлений, поскольку позволяет получать сверхузкие «идеальные» (с атомарной точностью кристаллической структуры) нанополосы, а также контролировать ширину нанополосы и детальную архитектуру ее края.

Основная цель работы

Методом использования одностенной углеродной нанотрубки в качестве нанореактора, сформировать новые материалы: гибридную структуру при заполнении нанотрубки эффективным акцептором электронов - CuCl и сверхузкие нанополосы графена (НПГ) внутри нанотрубок при заполнении молекулами коронена. Методами комбинированной лазерной оптической спектроскопии и электронной микроскопии провести исследование уникальных оптических и электронных свойств сформированных новых наноматериалов.

В соответствии с основной цели работы, были сформулированы следующие конкретные задачи:

1. На основе комбинированной лазерной оптической спектроскопии провести разработку и оптимизацию условий синтеза для получения монодисперсной фракции ОУН. Выявить влияние композиции и структуры катализатора на селективность роста ОУН.

2. Разработать и оптимизировать новый метод полимерно-водных фаз (ПВФ) для получения ОУН, сортированных по типу электрической проводимости (полупроводниковые/металлические), идентифицированных методами оптической спектроскопии.

3. Разработать и оптимизировать методы формирования сред (тонкие пленки, «buckypaper») оптического качества для проведения экспериментов по

использованию ОУН в качестве нанореактора: синтеза различных одномерных структур внутри нанотрубок

4. Экспериментально исследовать функционализацию ОУН различного среднего диаметра при газофазном заполнении сильным акцептором электронов (CuCl). Охарактеризовать особенности синтезированного нового гибридного материала CuCl@OyH методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ВР-ПЭМ) и комбинированной лазерной оптической спектроскопии: комбинационное рассеяние света (КРС), спектроскопия оптического поглощения света (ОПС) и фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛС).

5. Получить и применить сортированные по типу электрической проводимости ОУН для синтеза гибридного материала CuCl@OyH. Экспериментально исследовать влияние типа электрической проводимости нанотрубок на оптические и электрические характеристики синтезируемого гибридного наноматериала.

6. С использованием ОУН в качестве нанореактора сформировать новые оптически активные одномерные наноструктуры методом «bottom-up» самосборки полиароматических молекул внутри нанотрубок. Разработать и оптимизировать синтез сверхузких нанополос графена (НПГ) и других 1D углеродных наноструктур внутри ОУН.

7. Исследовать синтезированные сверхузкие НПГ и другие 1D углеродные наноструктуры методами комбинированной лазерной оптической спектроскопии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.

Методы исследования, достоверность и обоснованность

В ходе экспериментальной исследовательской работы использовались одностенные углеродные нанотрубки, синтезированные различными методами: методом электро-дугового разряда (средний диаметр 1,4 нм), методом разложения СО газа при высоком давлении (HiPCO) (0,8 нм-1,2 нм), методом химического

газофазного осаждения (ХГО) в присутствии Со-Мо катализатора (CoMoCat) (0,7 нм - 1,0 нм), аэрозольным методом (варьируемый средний диаметр в диапазоне от 1,5 нм до 2,5 нм), различными модификациями метода химического газофазного осаждения.

В ходе исследования использовались различные методы формирования сред оптического качества на основе ОУН. Жидкие среды оптического качества формировались путем суспендирования ОУН в различных растворителях, в том числе в воде (H2O/D2O) с добавлением различных поверхностно-активных веществ ПАВ: SC, SDS, DOC, SDBS и т.д. Для очистки ОУН от частиц катализатора, графитизированных частиц, аморфного углерода использовался метод на основе ультразвуковой обработки и центрифугирования. Для формирования сухих сред оптического качества использовался метод вакуумной фильтрации ОУН из жидкой фазы.

Синтезированные новые углеродные материалы характеризовались методами просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (ВР-ПЭМ) и комбинированной лазерной оптической спектроскопии, включающей комбинационное рассеяние света (КРС), спектроскопию оптического поглощения света (ОПС) и фотолюминесцентную спектроскопию (ФЛС).

Обоснованность и достоверность результатов определяется корреляцией полученных экспериментальных и теоретических данных. Результаты и выводы диссертационной работы согласуются с экспериментальными и теоретическими данными, полученными ведущими зарубежными и российскими научными группами. Экспериментальные исследования проводились на современном высокоточном оборудовании. Результаты проведенных исследований были представлены на международных конференциях и опубликованы в российских и международных рецензируемых журналах, в том числе входящих в базы данных Web of Science и Scopus.

Апробация работы

Основные результаты были представлены и обсуждались на следующих международных научных конференциях:

• "GDR GNT'11", 2011 (Dourdan, France);

• Third International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2012 (Polvijarvi, Finland);

• Second International School on Surface Science "TMAS", 2012 (Khosta, Sochi, Russia);

• "GDR-I GNT 2013" Guidel-Plages, 2013 (Lorient, France);

• Third International School on Surface Science "TMAS", 2013 (Khosta, Sochi, Russia);

• International Winterschool (Euro Conference) on Electronic Properties of Novel Materials (IWEPNM), 2014 (Kirchberg, Austria);

• Graphene and Co. "Frontier Research in Graphene-based Systems", 2014 (Cargese, Corsica, France);

• Fourth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2014 (Polvijarvi, Finland);

• The 16th International Conference on the Science and Application of Nanotubes (NT15), 2015 (Nagoya, Japan);

• «Углеродные нанотрубки и графен - новые горизонты», 2015 (Москва, Россия);

• "Nanocarbon for optics and electronics", 2016 (Kaliningrad, Russia);

• The fifth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics", 2016 ( Imatra, Finland) ;

• European School on Nanosciences & Nanotechnologies (ESONN), 2016 (Grenoble, France).

Научная новизна

1. Впервые экспериментально была продемонстрирована возможность синтеза методом химического газофазного осаждения (ХГО) одностенных углеродных нанотрубок с узким распределением по диаметру на основе катализатора из наночастиц FeCu с использованием CO в качестве источника углерода при низкой температуре (6000 С). Методами комбинированной лазерной оптической спектроскопии была показана важность состава и кристаллической структуры наночастиц катализатора для ХГО синтеза монодисперсной фракции ОУН.

2. Впервые экспериментально был получен гибридный наноматериал CuQ@ОУН из сортированных по типу электрической проводимости нанотрубок. Было продемонстрировано, что подобная функционализация ОУН приводит к существенному улучшению оптической прозрачности среды на основе нанотрубок.

3. Впервые экспериментально были получены сверхузкие нанополосы графена внутри ОУН, обладающие фотолюминесценцией в видимом спектральном диапазоне. Была продемонстрирована возможность синтеза методом «bottom-up» различных одномерных структур внутри ОУН: нанополосы графена различной геометрии, молекулярный кристалл из полиароматических молекул. Были выявлены характерные оптические спектральные особенности этих структур, а также определен оптимальный режим их синтеза.

Практическая значимость работы

1. Использование монодисперсных ОУН, имеющих узкое распределение по геометриям, диаметру или определенный тип электрической проводимости, открывает перспективы для развития новых приложений: например, контролируемого синтеза новых уникальных одномерных структур в ОУН нанореакторе с известными параметрами.

2. Гибридный наноматериал CuQ@ОУН на основе сортированных по типу электрической проводимости нанотрубок обладает высокими конкурентными преимуществами для использования в гибких электронных устройствах: в качестве среды с высокой оптической прозрачностью и электрической проводимостью.

3. Сверхузкие полупроводниковые нанополосы графена - один из наиболее перспективных материалов для элементной базы наноэлектроники. Преимущества НПГ - высокая концентрация и мобильность носителей заряда, высокая компактность и эластичность, возможность существенной модификации электронной структуры за счет настройки ширины НПГ и дизайна архитектуры края.

Внедрение результатов работ и рекомендации по их использованию

Результаты работы были использованы при выполнении проектов Российского научного фонда (№ 15-12-30041), Российского фонда фундаментальных исследований (№ 16-52-54003, 15-32-20941, 14-02-00777, где диссертант был исполнителем, и № 14-02-31829_мол_а, где диссертант был руководителем проекта).

Положения, выносимые на защиту:

1. Использование метода комбинированной лазерной оптической спектроскопии, включающего фотолюминесценцию, комбинационное рассеяние света и оптическое поглощение света в широком спектральном диапазоне, позволяет детально охарактеризовать композицию фракции одностенных углеродных нанотрубок: определить распределение нанотрубок по геометриям, диаметру и типу электрической проводимости.

2. Оптимизации параметров синтеза ОУН на основе данных комбинированной лазерной оптической спектроскопии обеспечивает синтез нанотрубок с узким распределением по диаметру и высокой селективностью, вплоть до монодисперсных одностенных углеродных нанотрубок с геометрией (6,5).

3. Одностенная углеродная нанотрубка в качестве нанореактора при заполнении ее молекулами коронена позволяет синтезировать сверхузкую нанополосу графена или одномерный молекулярный кристалл (колонку), состоящую из молекул коронена, внутри нее.

4. Сверхузкие нанополосы графена и одномерные молекулярные колонки коронена внутри нанотрубок имеют характерную фотолюминесценцию.

5. Можно осуществить трансформацию массива молекул коронена в упорядоченные колонки и нанополосы графена внутри ОУН методом термообработки или под действием электронного пучка.

6. Методом газофазного заполнения нанотрубок, в том числе и сортированных по типу электрической проводимости, можно сформировать гибридный наноматериал CuQ@ОУН,

7. Функционализация нанотрубок методом газофазного заполнения ^О приводит к существенному улучшению оптической прозрачности среды на основе ОУН. Эффект выражен более ярко при заполнении металлических нанотрубок.

Личный вклад диссертанта

Диссертант лично выполнил синтез новых наноматериалов, сформированных посредством заполнении одностенных углеродных нанотрубок, и комплексные исследования методами лазерной оптической спектроскопии селективно синтезированных одностенных углеродных нанотрубок и полученных новых наноматериалов. Он принимал участие в постановке задач исследования, получении электронно-микроскопических данных, обсуждении результатов и написании статей.

Публикации

Основные результаты опубликованы в 27 работах: 15 статьях в журналах, рекомендованных Высшей Аттестационной Комиссией, и 12 тезисах международных научных конференций. Список публикаций приведен в конце диссертационной работы.

Структура и объем работы

Диссертационная работа изложена на 1 15 страницах машинописного текста, иллюстрирована 57 рисунками. Список цитируемой литературы содержит 125 ссылок. Работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и списка цитируемой литературы.

1. Обзор литературы 1.1. Одностенные углеродные нанотрубки

Одностенные углеродные нанотрубки (ОУН) можно представить как нанополосы графена (НПГ), которые свернуты в цилиндр и сшиты бездефектным образом [ 1, 2, 3, 4, 5]. Атомы углерода стенок ОУН sp -гибридизированы: угол между С-С связями - 120°, расстояние меду атомами - около 0.142 нм. Стенки идеальной углеродной нанотрубки структурно могут не содержать дефектов. Однако на торцах ОУН всегда существует область сильно дефектных связей: атомы углерода на торцах могут формировать крышки (со структурой, подобной молекуле фуллерена) или пассивироваться различными (обычно) окисляющими молекулярными группами.

При описании структуры ОУН удобно использовать наглядный подход, схематично представленный на Рисунке 1.

Рисунок 1. Схема формирования одностенной углеродной нанотрубки.

Для этого выбирается нанополоса графена, ориентированная определенным образом относительно кристаллической решетки графена (OBB'A). НПГ можно однозначно задать вектором (Ch), являющимся суперпозицией векторов трансляции графена (ai и a2). Этот вектор принято называть «вектором сворачивания» (или «вектором хиральности»), поскольку путем сворачивания НПГ вдоль этого вектора можно образовать ОУН (соединить B и B').

Ch = n • a1 + m • a2 , (1)

В формуле (1) a1 и a2 - вектора трансляции для кристаллической решетки графена, Ch - вектор сворачивания, n и m - натуральные числа. Легко видеть, что модуль вектора сворачивания равен длина окружности ОУН, т.е. пропорционален диаметру нанотрубки. Если к этому параметру добавить угол сворачивания - угол (0) между вектором сворачивания и одним из векторов трансляции решетки графена (например, a1), то получится пара параметров, уникальных для каждого типа ОУН. При этом угол сворачивания («хиральный угол») всегда лежит в диапазоне от 0° до 30°, а диаметр для наиболее стабильных ОУН - приблизительно в диапазоне от 0,6 нм до 2,5 нм.

Часто более удобным оказывается обозначение через пару индексов n и m, которые являются уникальным идентификатором для каждого типа ОУН. Вместе они задают так называемую «геометрию» нанотрубки. Легко убедиться, что диаметр (d) и угол сворачивания (0) однозначно выражаются парой индексов (n,m):

, anVn2 +пт+т2 _ d = a2--- (2)

7Г

„ 2 п+т

COS в = , ? = (3)

2\п2+пт+т2

где а0 = 0,246 нм - период трансляции кристаллической решетки графена

Типичным способом графического представления различных геометрий нанотрубок является «карта хиральностей» ОУН (Рисунок 2).

Рисунок 2. Карта хиральностей различных геометрий ОУН: полупроводниковые геометрии (синие индексы) и металлические геометрии (красные индексы).

В первом приближении электронную структуру ОУН можно получить методом "складывания зоны" (zone folding) из электронной дисперсионной зависимости графена с наложением определенных периодических условий. При этом выделяется ряд групп нанотрубок: тип «кресло» - при n=m, тип «зигзаг» -при m=0 и тип «хиральные» для всех остальных (Рисунок 3). Термин «хиральные» ОУН используется для обозначения наличия закрученности нанотрубок такого типа, т.е. их угол сворачивания отличается от «нейтральных» 0 и 30 .

Рисунок 3. Модели одностенных нанотрубок: (а) п=т «кресло»; (б) т=0 «зигзаг»; (в) «хиральная» нанотрубка.

Электронные и оптические свойства в значительной степени определяются геометрией ОУН [2]. Ввиду особенностей дисперсии электронов графена в процессе построения электронной структуры ОУН стало ясно, что нанотрубки типа «кресло» должны иметь металлический тип электронной структуры, а нанотрубки типа «зигзаг» - полупроводниковый тип электронной структуры (Рисунок 2). Для «хиральных» нанотрубок было обнаружено правило, согласно которому они могут быть металлическими при условии, что целочисленное деление на 3 величины (п-т) дает остаток 0, а полупроводниковыми - во всех остальных случаях. Таким образом, из одностенных углеродных нанотрубок всех возможных геометрий 1/3 часть имеет электронную структуру металлического типа, а оставшиеся 2/3 - полупроводниковый тип [6].

Характерный вид плотности одноэлектронных состояний (ПОС) для полупроводниковой и металлической ОУН представлен на Рисунке 4. Типичная ПОС нанотрубок представляет собой набор практически симметричных дельтаобразных пиков (сингулярностей Ван Хова). Полупроводниковым ОУН свойственно иметь запрещенную зону в диапазоне от 0,5 до 1,5 эВ, а

металлическим - конечную, но малую плотность состояний вблизи центра электронной зонной структуры.

Рисунок 4. Плотность одноэлектронных состояний для полупроводниковой (10,9) и металлической (10,10) нанотрубок. Результаты расчета на основе модели сильных связей с использованием метода складывания зоны.

Существенная зависимость электронной структуры от геометрии ОУН выяснилась при сопоставлении энергетического положения сингулярностей в плотности одноэлектронных состояний нанотрубок различной геометрии. Один из самых наглядных способов представления особенностей ПОС углеродных нанотрубок - график Катауры, представленный на Рисунке 5 [ 7 ]. На графике Катауры построено энергетическое расстояние между симметричными сингулярностями ПОС для всевозможных геометрий ОУН. Для демонстрации вида характерных зависимостей по оси абсцисс графика принято откладывать диаметр ОУН.

1 2 3

Диаметр нанотрубки, нм

Рисунок 5. График Катауры [7]. Черные точки относятся к полупроводниковым нанотрубкам, красные - к металлическим.

Легко заметить, что на Рисунке 5 все точки укладываются в определенные группы. Каждой группе соответствуют переходы между симметричными сингулярностями определенного порядка (при отсчете от центра ПОС ОУН). Например, группы точек, соответствующие 8ц, 822, 833 и т.д. переходам между сингулярностями соответствующего порядка полупроводниковых ОУН, а Мц, М22 и т.д. - таким же переходам для металлических ОУН. Кроме того, как видно из Рисунка 5, геометрии ОУН с различным типом электронной структуры (металлическим или полупроводниковым) группируются отдельно. При этом в пределах группы изменения характерных значений энергии переходов, например, 8ц или Мц, для ОУН различной геометрии с неплохой точностью описываются обратной зависимостью от диаметра нанотрубки.

1.2. Комбинированная лазерная оптическая спектроскопия

Для изучения одностенных углеродных нанотрубок и структур, формируемых внутри нанотрубок, успешно применяются различные методы исследования. Комбинированная лазерная оптическая спектроскопия (КЛОС), которая включает в себя методы спектроскопии оптического поглощения света (ОПС), спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС), а также спектроскопии фотолюминесценции (ФЛС), является одним из наиболее информативных методов исследования. На основе спектров оптического поглощения можно определять спектральные области, которым соответствуют определенные резонансные переходы в системе на основе ОУН, можно делать оценки состава и композиции фракции ОУН. С помощью КРС на практике проще всего идентифицировать присутствие углеродных нанотрубок в исследуемом материале. Благодаря «радиальным дыхательным модам» (РДМ) можно сделать оценки диаметра ОУН, по характерным изменениям частотных положений мод можно судить о наличии различных взаимодействий: например, о наличии переноса заряда или наличии механического напряжения в системе на основе ОУН. Фотолюминесцентная спектроскопия дает детальную информацию о спектральном положении резонансных переходов ОУН. Поскольку каждой геометрии ОУН соответствует собственный уникальный вид резонансной электронной структуры, то на основе ФЛС можно точно идентифицировать ОУН каждой геометрии, можно сделать оценку относительного состава фракции по представленным геометриям нанотрубок, т.е. получить детальную информацию о композиции конкретной фракции. С помощью ФЛС можно выявить наличие взаимодействия в системе на основе ОУН: например, наличие переноса возбуждения между нанотрубками и структурами, формируемыми внутри нанотрубок.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федотов, Павел Владимирович, 2016 год

Библиографический список использованной литературы

[1] Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature, ноябрь 1991, Т. 354, № 6348, с. 56-58.

[2] Saito R., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett., май 1992, Т. 60, № 18, с. 2204-2206.

[3] Iijima S., Ichinashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature, июнь 1993, Т. 363, с. 603-605.

[4] Bethune D.S., Kiang C-H., de Vries M.S., Gorman G., Savoy R., Vazquez J., Beyers R. Cobalt catalysed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls // Nature, 1993, Т. 363, с. 605-607.

[5] Dresselhaus M. S., Dresselhaus G., Saito R. Physics of carbon nanotubes // Carbon, 1995,Т. 33, № 7, с. 883-891.

[6] Saito R., Dresselhaus G, Dresselhaus M. S. Physical Properties of Carbon Nanotubes // Imperial College Press, London, 1998, c.272.

[7] Kataura H., Kumazawa Y., Maniwa Y., Umezu I. Optical Properties of Single-Wall Carbon Nanotubes // Synthetic Metals, 1999, Т.103, с. 2555-2558.

[8] Bachilo S. M., Strano M. S., Kittrell C. [и др.] Structure-Assigned Optical Spectra of Single-Walled Carbon Nanotubes // Science, 2002, Т. 298, с. 2361 - 2366.

[9] Wang F., Dukovic G., Brus L. E., Heinz T.F. The Optical Resonances in Carbon Nanotubes Arise from Excitons // Science, 2005, Т. 308, с. 838-841.

[10] Maultzsch J., Telg H., Reich S., Thomsen C. Radial breathing mode of singlewalled carbon nanotubes: Optical transition energies and chiral-index assignment // Phys. Rev. B, 2005, Т. 72, с. 205438-205454.

[11] Ando T. Excitons in carbon nanotubes // J. Phys. Soc. Jpn., 1997, Т. 66, с. 10661069.

[12] Perebeinos V., Tersoff J., Avouris P. Scaling of excitons in carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett., 2004, Т. 92, с. 257402-257406.

[13] Bachilo S. M., Strano M. S., Kittrell C. [и др.] Structure-Assigned Optical Spectra of Single-Walled Carbon Nanotubes // Science, 2002, Т. 298, с. 2361-2366.

[14] O'Connell M. J., Bachilo S. M., Huffman C. B. [h gp.] Band Gap Fluorescence from Individual Single-Walled Carbon Nanotubes // Science, 2002, T. 297, c. 593-596

[15] Ohno Y., Iwasaki S., Murakami Y. [h gp.] Excitonic transition energies in singlewalled carbon nanotubes: Dependence on environmental dielectric constant // Phys. Stat. Sol. (b), 2007, T. 244, c. 4002-4005.

[16] Tan P. H., Rozhin A. G., Hasan T. [h gp.] Photoluminescence Spectroscopy of Carbon Nanotube Bundles:Evidence for Exciton Energy Transfer // Phys. Rev. Lett., 2007, T. 99, c. 137402 - 137406.

[17] Barone P. W., Yoon H., Ortiz-Garcia R. [h gp.] Modulation of Single-Walled Carbon Nanotube Photoluminescence by Hydrogel Swelling // ACS nano, 2009, T. 2, c. 3869-3877.

[18] Wei L., Li L., Chan-Park M. B., Yang Y., Chen Y. Aggregation-Dependent Photoluminescence Sidebands in Single-Walled Carbon Nanotube // J. Phys. Chem. C, 2010, T. 114, c. 6704-6711.

[19] Maultzsch J., Pomraenke R., Reich S. [h gp.] Exciton binding energies in carbon nanotubes from two-photon photoluminescence // Phys. Rev. B, 2005, T. 72, c. 241402241406.

[20] Perebeinos V., Tersoff J., Avouris P. Effect of Exciton-Phonon Coupling in the Calculated Optical Absorption of Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett., 2005, T. 94, c. 027402 - 027406.

[21] Miyauchi Y., Maruyama S. Identification of an excitonic phonon sideband by photoluminescence spectroscopy of single-walled carbon-13 nanotubes // Phys. Rev. B, 2006, T. 74, c. 035415-035422.

[22] Murakami Y., Lu B., Kazaoui S. [h gp.] Photoluminescence sidebands of carbon nanotube below the bright excitonic levels // Phys. Rev. B, 2009, T. 79, c. 195407195412.

[23] Kiowski O., Arnold K., Lebedkin S., Hennrich F., Kappes M. M. Direct Observation of Deep Excitonic States in the Photoluminescence Spectra of SingleWalled Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett., 2007, T. 99, c. 237402-237406.

[24] Torrens O. N., Zheng M., Kikkawa J. M. Energy of K-Momentum Dark Excitons in Carbon Nanotubes by Optical Spectroscopy // Phys. Rev. Lett., 2008, Т. 101, с. 157401-157405.

[25] Jorio J., Pimenta M. A., Souza Filho A. G. [и др.] Characterizing carbon nanotube samples with resonance Raman scattering // New Journal of Physics, 2003, Т. 5, с. 139

[26] Jorio A., Fantini C., Dantas M. S. S. [и др.] Linewidth of the Raman features of individual single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 2002, Т. 66, с. 115411115419.

[27] Pimenta M. A., Marucci M. A., Empedocles S. A. [и др.] Raman modes of metallic carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 1998, Т. 58, с. 16016.

[28] Brown S. D. M., Corio P., Marucci A. [и др.] Anti-Stokes Raman spectra of singlewalled carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 2000, Т. 61, с. 5137-5140.

[29] Fouquet M., Telg H., Maultzsch J. [и др.] Longitudinal Optical Phonons in Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett., 2009, Т. 102, с. 075501-075505.

[30] Kuzmany H., Plank W., Hulman M. [и др.] Determination of SWCNT diameters from the Raman response of the radial breathing mode // Eur. Phys. J. B., 2001, Т. 22, с. 307-320.

[31] Fang S. L., Rao A. M., Eklund P. C. [и др.] Raman scattering study of coalesced single walled carbon nanotubes // J. Mater. Research, 1998, Т. 13, № 9, с. 2405 - 2411.

[32] Michel T., Paillet M., Nakabayashi D. [и др.] Indexing of individual single-walled carbon nanotubes from Raman spectroscopy // Phys. Rev. B, 2009, Т. 80, с. 245416245424

[33] Jiang J., Saito R., Sato K. [и др.] Exciton-photon, exciton-phonon matrix elements, and resonant Raman intensity of single-wall carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 2007, Т. 75, с. 035405-035415.

[34] Sato K., Saito R., Nugrahab A. R. T., Maruyama S. Excitonic effects on radial breathing mode intensity of single wall carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett., 2010, Т. 497, с. 94-98.

[35] Wu Z., Chen Z., Du X. [h gp.] Transparent, Conductive Carbon Nanotube Films // Science, 2004, T. 305, c. 1273-1276.

[36] Vijayaraghavan A., Hennrich F., Sturzl N. [h gp.] Toward Single-Chirality Carbon Nanotube Device Arrays // ACS Nano, 2010, T. 4, c. 2748-2754.

[37] Wei C. L., Han X., Chen F. [h gp.] Solution-Processable Carbon Nanotubes for Semiconducting Thin-Film Transistor Devices // Adv. Mater., 2010, T. 22, c. 12781282.

[38] Kong J., Franklin N. R., Zhou C. W. [h gp.] Nanotube Molecular Wires as Chemical Sensors // Science, 2000, T. 287, c. 622-625.

[39] Besteman K., Lee J. O., Wiertz F. G. M. [h gp.] Enzyme-Coated Carbon Nanotubes as Single-Molecule Biosensors // Nano Lett., 2003, T. 3, c. 727-730.

[40] Roberts M. E., LeMieux M. C., Bao Z. Sorted and Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Networks for Transistor-Based Aqueous Chemical Sensors // ACS Nano, 2009, T. 3, c. 3287-3293.

[41] Tenent R. C., Barnes T. M., Bergeson J. D. [h gp.] Ultrasmooth, Large-Area, High-Uniformity, Conductive Transparent Single-Walled-Carbon-Nanotube Films for Photovoltaics Produced by Ultrasonic Spraying // Adv. Mater., 2009, T. 21, c. 32103216.

[42] Jackson R. K., Munro A., Nebesny K., Armstrong N., Graham S. Evaluation of Transparent Carbon Nanotube Networks of Homogeneous Electronic Type //

ACS Nano, 2010, T. 4, c. 1377-1384.

[43] Guo T., Nikolaev P., Thess A., Colbert D. T., Smalley R. E. Catalytic growth of single-walled nanotubes by laser vaporization // Chem. Phys. Lett., 1995, T. 243, c. 4954.

[44] Thess A., Lee R., Nikolaev P. [h gp.] Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes // Science, 1996, T. 273, c. 483-487.

[45] Yudasaka M., Tomatsu T., Ichihashi T., Iijima S. Single-wall carbon nanotube formation by laser ablation using double-targets of carbon and metal // Chem. Phys. Lett., 1997, T. 278, c. 102-106.

[46] Journet C., Maser W. K., Bernier P. [и др.] Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric arc technique // Nature, 1997, Т. 388, с. 756-758.

[47] Ivanov V., Nagy J. B., Lambin Ph. [и др.] The study of carbon nanotubules produced by catalytic method // Chem. Phys. Lett., 1994, Т. 223, с. 329-332.

[48] Hafner J. H., Bronikowski M. J., Azamian B. R. [и др.] Catalytic growth of singlewall carbon nanotubes from metal particles // Chem. Phys. Lett., 1998, Т. 296, с. 195202.

[49] Hsu W. K., Zhu Y. Q., Trasobares S. [и др.] Solid-phase production of carbon nanotubes // Appl. Phys. A., 1999, Т. 68, с. 493- 495.

[50] Nikolaev P., Bronikowski M. J., Bradley R. K. [и др.] Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide // Chem. Phys. Letters, 1999, Т. 313, с. 91.

[51] Bronikowski M. J., Willis P. A., Colbert D.T., Smith K. A., Smalley R. E. Gasphase production of carbon single-walled nanotubes from carbon monoxide via the HiPco process: A parametric study // J. Vac. Sci. Technol. A, 2001, Т. 19, с. 1800 -1805.

[52] Nasibulin A. G., Moisala A., Brown D., Jiang H., Kauppinen E. I. A Novel aerosol method for single-walled nanotube synthesis // Chemical Physical Letters, 2005, Т. 402, с. 227-232.

[53] Bachilo S. M., Balzano L., Herrera J. E. [и др.] Narrow (n,m)-Distribution of Single-Walled Carbon Nanotubes Grown Using a Solid Supported Catalyst // J. Am. Chem. Soc., 2003, Т. 37, с. 11186-11187.

[54] Ding L., Tselev A., Wang J. [и др.] Selective Growth of Well-Aligned Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes // Nano Lett., 2009, Т. 9, с. 800805.

[55] He M., Chernov A. I., Fedotov P. V. [и др.] Predominant (6,5) Single-Walled Carbon Nanotube Growth on a Copper-Promoted Iron Catalyst // J. Am. Chem. Soc., 2010, Т. 40, № 132, с. 13994-13996.

[56] Maruyama S., Miyauchi Y., Murakami Y., Chiashi S. Optical characterization of single-walled carbon nanotubes synthesized by catalytic decomposition of alcohol // New Journal of Physics, 2003, Т. 5, с. 149.1-149.12.

[57] Li X., Tu X., Zaric S. [и др.] Selective Synthesis Combined with Chemical Separation of Single Walled Carbon Nanotubes for Chirality Selection // J. AM. CHEM. SOC., 2007, Т. 129, с. 15770-15771.

[58] Arnold M. S., Green A. A., Hulvat J. F., Stupp S. I., Hersam M. Sorting carbon nanotubes by electronic structure using density differentiation // Nature Nanotech., 2006, Т. 1, с. 60-65.

[59] Arnold M. S., Suntivich J., Stupp S. I., Hersam M. C. Hydrodynamic Characterization of Surfactant Encapsulated Carbon Nanotubes Using an Analytical Ultracentrifuge // ACS Nano, 2008, Т. 2, с. 2291-2300.

[60] Nair N., Kim W.-J., Braatz R. D., Strano M. S. Dynamics of surfactant-suspended single-walled carbon nanotubes in a centrifugal field // Langmuir, 2008, Т. 24, с 17901795.

[61] Green A. A., Hersam M. C. Colored Semitransparent Conductive Coatings Consisting of Monodisperse Metallic Single-Walled Carbon Nanotubes // Nano Lett., 2008, Т. 8, с. 1417-1422.

[62] Carvalho E. J. F., dos Santos M. C. Role of Surfactants in Carbon Nanotubes Density Gradient Separation // ACS Nano, 2010, Т. 4, с. 765-770.

[63] Zhao P., Einarsson E., Xiang R., Murakami Y., Maruyama S. // Controllable expansion of single-walled carbon nanotube dispersions using density gradient ultracentrifugation // J. Phys. Chem. C, 2010, Т. 114, с. 4831-4834.

[64] Zheng M., Jagota A., Strano M. S. [и др.] Structure-Based Carbon Nanotube Sorting by Sequence-Dependent DNA Assembly // Science, 2003, Т. 302, с. 1545-1548.

[65] Tu X., Manohar S., Jagota A., Zheng M. DNA sequence motifs for structure-specific recognition and separation of carbon nanotubes // Nature, 2009, Т. 460, с. 250253.

[66] Tanaka T., Urabe Y., Nishide D., Kataura H. Continuous Separation of Metallic and Semiconducting Carbon Nanotubes Using Agarose Gel // Appl. Phys. Exp., 2009, Т. 2, с. 125002-125005.

[67] Liu H., Feng Y., Tanaka T., Urabe Y., Kataura H. Diameter-Selective Metal/Semiconductor Separation of Single-wall Carbon Nanotubes by Agarose Gel // J. Phys. Chem. C, 2010, Т. 114, с. 9270-9276.

[68] Liu H., Tanaka T., Urabe Y., Kataura H. High Efficiency Single-Chirality Separation of Carbon Nanotubes Using Temperature-Controlled Gel Chromatography // Nano Lett., 2013, Т. 13, № 5, с. 1996-2003.

[69] Khripin C. Y., Fagan J. A., Zheng M. Spontaneous Partition of Carbon Nanotubes in Polymer-Modified Aqueous Phases // J. Am. Chem. Soc., 2013, Т. 135, с. 6822-6825.

[70] Fagan J. A., Haroz E. H., Ihly R. [и др.] Isolation of >1 nm Diameter Single-Wall Carbon Nanotube Species Using Aqueous Two-Phase Extraction // ACS Nano, 2015, Т. 9, № 5, с. 5377-5390.

[71] Ao G., Khripin C. Y., Zheng M. DNA-Controlled Partition of Carbon Nanotubes in Polymer Aqueous Two-Phase Systems // J. Am. Chem. Soc., 2014, Т. 136, № 29, с. 10383-10392.

[72] Khlobystov A. N. Carbon Nanotubes: From Nano Test Tube to Nano-Reactor // ACS Nano, 2011, Т. 5, с. 9306-9312.

[73] Ajayan P. M., Ebbesen T. W. Nanometre-size tubes of carbon // Rep. Prog. Phys., 1997, Т. 60, № 10, с. 1025.

[74] Demoncy N., Stephan O., Brun N. [и др.] Filling carbon nanotubes with metals by the arc-discharge method: the key role of sulfur // Eur. Phys. J. B - Condense. Matter Complex Syst., 1998, Т. 4, № 2, с. 147-157.

[75] Beguin F., Flahaut E., Linares-Solano A., Pinson J. Surface Properties, Porosity, Chemical and Electrochemical Applications in Understanding Carbon Nanotubes // Eds. Springer Berlin Heidelberg, 2006, Т. 677, с. 495- 549.

[76] Leonhardt A., Ritschel M., Kozhuharova R. [h gp.] Synthesis and properties of filled carbon nanotubes // Diam. Relat. Mater., 2003, T. 12, № 3-7, c. 790-793.

[77] Khlobystov A. N., Britz D. A., Ardavan A., Briggs G. A. D. Observation of Ordered Phases of Buckminsterfullerene in Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett., 2004, T. 92, c. 245507.

[78] Troche K. S., Coluci V. R., Braga S. F. [h gp.] Prediction of Ordered Phases of Encapsulated C60, C70, and C78 Inside Carbon Nanotubes // Nano Lett., 2005, T. 5, c. 349-355.

[79] Warner J. H., Ito Y., Zaka M. [h gp.] Rotating Fullerene Chains in Carbon Nanopeapods // Nano Lett., 2008, T. 8, c. 2328-2335.

[80] Philp E., Sloan J., Kirkland A. I. [h gp.] An Encapsulated Helical One-Dimensional Cobalt Iodide Nanostructure // Nat. Mater., 2003, T. 2, c. 788-791.

[81] Warner J. H., Wilson M. Elastic Distortions of Carbon Nanotubes Induced by Chiral Fullerene Chains // ACS Nano, 2010, T. 4, c. 4011-4016.

[82] Allen C. S., Ito Y., Robertson A. W., Shinohara H., Warner J. H. Two-Dimensional Coalescence Dynamics of Encapsulated Metallofullerenes in Carbon Nanotubes // ACS Nano, 2011, T. 5, № 12, c. 10084-10089.

[83] Govindaraj A., Satishkumar B. C., Nath M., Rao C. N. R. Metal Nanowires and Intercalated Metal Layers in Single-Walled Carbon Nanotube Bundles // Chem. Mater., 2000, T. 12, №. 1, c. 202-205.

[84] Monthioux M. Filling single-wall carbon nanotubes // Carbon, 2002, T. 40, № 10, c. 1809-1823.

[85] Corio P., Santos A. P., Santos P. S. [h gp.] Characterization of single wall carbon nanotubes filled with silver and with chromium compounds // Chem. Phys. Lett., 2004, T. 383, № 5-6, c. 475-480.

[86] Monthioux M., Flahaut E., Cleuziou J.-P. Hybrid carbon nanotubes: Strategy, progress, and perspectives // J. Mater. Res., 2006, T. 21, № 11, c. 2774-2793.

[87] Eliseev A. A., Chernysheva M. V., Verbitskii N. I. [h gp.] Chemical Reactions within Single-Walled Carbon Nanotube Channels // Chem. Mater., 2009, T. 21, № 21, c. 5001-5003.

[88] Sceats E. L., Green J. C., Reich S. Theoretical study of the molecular and electronic structure of one-dimensional crystals of potassium iodide and composites formed upon intercalation in single-walled carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 2006, T. 73, № 12, c. 125441.

[89] Kramberger C., Rauf H., Knupfer M. [h gp.] Potassium-intercalated single-wall carbon nanotube bundles: Archetypes for semiconductor/metal hybrid systems // Phys. Rev. B, T. 79, № 19, c. 195442.

[90] Kramberger C., Rauf H., Knupfer M. [h gp.] Electronic and optical properties of alkali metal doped carbon nanotubes // Phys. Status Solidi B, 2009, T. 246, № 11-12, c. 2693-2698.

[91] Eliseev A. A., Yashina L. V., Verbitskiy N. I. [h gp.] Interaction between single walled carbon nanotube and 1D crystal in CuX@SWCNT (X = Cl, Br, I) nanostructures // Carbon, 2012, T. 50, № 11, c. 4021-4039.

[92] Bandow S., Takizawa M., Hirahara K., Yudasaka M., Iijima S. Raman Scattering Study of Double-Wall Carbon Nanotubes Derived from the Chains of Fullerenes in Single- Wall Carbon Nanotubes // Chem. Phys. Lett., 2001, T. 337, c. 48-54.

[93] Hernandez E., Meunier V., Smith B. W. [h gp.] Fullerene Coalescence in Nanopeapods: A Path to Novel Tubular Carbon // Nano Lett., 2003, T. 3, c. 1037-1042.

[94] Fujita Y., Bandow S., Iijima S. Formation of Small-Diameter Carbon Nanotubes from PTCDA Arranged Inside the Single-Wall Carbon Nanotubes // Chem. Phys. Lett., 2005, T. 413, c. 410-414.

[95] Shiozawa H., Pichler T., Gruneis A. [h gp.] Catalytic Reaction Inside a SingleWalled Carbon Nanotube // Adv. Mater., 2008, T. 20, c. 1443-1449.

[96] Nakamura E., Koshino M., Saito T. [h gp.] Electron Microscopic Imaging of a Single Group 8 Metal Atom Catalyzing C_C Bond Reorganization of Fullerenes // J. Am. Chem. Soc., 2011, T. 133, c. 14151-14153.

[97] Chuvilin A., Bichoutskaia E., Gimenez- Lopez M. C. [h gp.] Self-Assembly of a Sulphur-Terminated Graphene Nanoribbon within a Single-Walled Carbon Nanotube // Nat. Mater., 2011, T. 10, c. 687-692.

[98] Talyzin A. V., Anoshkin I. V., Krasheninnikov A. V. [h gp.] Synthesis of Graphene Nanoribbons Encapsulated in Single- Walled Carbon Nanotubes // Nano Lett., 2011, T. 11, c. 4352-4356.

[99] Nakada K., Fujita M., Dresselhaus G., Dresselhaus M. S. Edge State in Graphene Ribbons: Nanometer Size Effect and Edge Shape Dependence // Phys. Rev. B, 1996, T. 54, c. 17954-17961.

[100] Barone V., Hod O., Scuseria G. E. Electronic Structure and Stability of Semiconducting Graphene Nanoribbons // Nano Lett., 2006, T. 6, c. 2748-2754.

[101] Son Y.-W., Cohen M. L., Louie S. G. Energy Gaps in Graphene Nanoribbons // Phys. Rev. Lett., 2006, T. 98, c. 216803-206807.

[102] Han M. Y., Oezyilmaz B., Zhang Y., Kim P. Energy Band- Gap Engineering of Graphene Nanoribbons // Phys. Rev. Lett., 2007, T. 98, c. 206805-206809.

[103] Kosynkin D. V., Higginbotham A. L., Sinitskii A. [h gp.] Longitudinal Unzipping of Carbon Nanotubes to Form Graphene Nanoribbons // Nature, 2009, T. 458, c. 872876.

[104] Cai J., Ruffieux P., Jaafar R. [h gp.] Atomically Precise Bottom-Up Fabrication of Graphene Nanoribbons // Nature, 2010, T. 466, c. 470-473.

[105] He M., Chernov A. I., Fedotov P. V. [h gp.] Selective growth of SWNTs on partially reduced monometallic cobalt catalyst // Chem. Commun., 2011, T. 47, c. 12191221.

[106] He M., Fedotov P. V., Obraztsova E.D. [h gp.] Chiral-selective growth of singlewalled carbon nanotubes on stainless steel wires // Carbon, 2012, T. 50, c. 4291-4297.

[107] He M., Jiang H., Liu B., Fedotov P. V. [h gp.] Chiral-Selective Growth of SingleWalled Carbon Nanotubes on Lattice-Mismatched Epitaxial Cobalt Nanoparticles // Scientific Reports, 2013, T. 3, c. 1460.

[108] He M., Jiang H., Kauppinen E.I., Fedotov P. V. [h gp.] Insights into Chirality Distributions of Single-Walled Carbon Nanotube Grown on Different CoxMg1-xO Solid Solutions // J. Mater. Chem. A, 2014, T. 2, c. 5883-5889.

[109] Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes by Polymer-Modified Aqueous Phases // 3d International School on Surface Science "TMAS". Khosta, Sochi, Russia, 2013, c. 8

[ 110] Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Eremina V. A., Obraztsova E. D. Optical properties of hybrid materials based on separated metallic or semiconducting singlewall carbon nanotubes filled with CuCl // Books of abstracts of NT15, Nagoya, Japan, 2015, c. 295.

[111] Eremina V. A., Fedotov P. V., Obraztsova E. D. Copper chloride functionalization of semiconducting and metallic fractions of single walled carbon nanotubes // J. Nanophoton., 2015, T. 10, №1, c. 012515.

[112] Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. A. [h gp.] Optical properties of single-walled carbon nanotubes filled with CuCl by gas-phase technique // Phys. Status Solidi B, 2014, T. 251, №12, c. 2466-2470.

[113] Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Optical Properties of SingleWalled Carbon Nanotubes filled with CuCl by Gas-Phase technique // Books of abstracts of IWEPNM. Kirchberg, Austria, 2014, c. 57.

[ 114] Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Obraztsova E. D. Optical spectral features of CuCl@SWCNT hybrids synthesized via gas-phase technique // Book of abstracts of fourth International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics". Polvijarvi, Finland, 2014, c. 70.

[ 115] Fedotov P. V., Tonkikh A. A., Eremina V. A., Obraztsova E. D. Optical properties of hybrid materials based on separated metallic or semiconducting singlewall carbon nanotubes filled with CuCl // Books of abstracts of NT15, Nagoya, Japan, 2015, c. 295.

[116] Fedotov P. V., Eremina V. A., Tonkikh A. A. , Chernov A. I., Obraztsova E. D. Enhanced optical transparency of films formed from sorted metallic or semiconducting

single-walled carbon nanotubes filled with CuCl // Phys. Status Solidi B, 2016, Т. 253, с. 1-6.

[117] Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V. [и др.] Optical study of nanotube and coronene composites // JNO, 2013, Т. 8, с. 16-22.

[118] Chernov A. I., Fedotov P. V., Talyzin A. V. [и др.] Optical Properties of Graphene Nanoribbons Encapsulated in Single-Walled Carbon Nanotubes // ACS nano, 2013, Т. 7, № 7, с. 6346-6353.

[119] Chernov A. I., Fedotov P. V., Krylov A. S. [и др.] Heat-induced transformations in coronene - single-walled carbon nanotube systems // J. Nanophoton., 2015, Т. 10, № 1, с. 012504.

[120] Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E. D. [и др.] Optical study of nanotube and coronene composites,// Book of abstracts of Third International Workshop "Nanocarbon Photonics and Optoelectronics". Polvijarvi, Finland, 2012, с. 91.

[ 121] Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V. [и др.] Photoluminescence of graphene nanoribbon and nanotube composites // Second International School on Surface Science "TMAS". Khosta, Sochi, Russia, 2012, c. 16.

[122] Fedotov P. V., Chernov A. I., Talyzin A. V. Photoluminescence of Graphene Nanoribbons Encapsulated inside SWNTs // Book of abstracts "GDR-I GNT 2013". Guidel-Plages, Lorient, France, 2013, с. 156.

[ 123] Fedotov P. V., Chernov A. I., Obraztsova E.D. Synthesis and properties of polyaromatic structures within single-walled carbon nanotubes // Books of abstracts Graphene and Co. "Frontier Research in Graphene-based Systems". Cargese, Corsica, France, 2014, c. 59.

[124] Федотов П. В., Чернов А. И., Образцова Е. А. [и др.] Фотолюминесценция 7а нанополос графена // книга тезисов «Углеродные нанотрубки и графен - новые горизонты». Москва, Россия, 2015, с. 137.

[ 125] Chernov A. I., Fedotov P. V., Anoshkin I. V [и др.] Single-walled carbon nanotubes as a template for coronene stack formation // Phys. Status Solidi B, Т. 251, № 12, 2014, с. 2472-2477.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю зав. лабораторией Спектроскопии наноматериалов Елене Дмитриевне Образцовой за увлекательную тему исследований, эффективную организацию научной деятельности, поддержку в работе; Виталию Ивановичу Конову за поддержку и создание благоприятной продуктивной рабочей атмосферы; Александру Чернову и Маошуа Хе за интересное продуктивное сотрудничество; Андрею Чувилину и Андрею Орехову за помощь с ВР-ПЭМ экспериментами; Крис Эвельс и Жан-Иф Мавель за предоставленную возможность поработать в 1МЫ (Нант, Франция); Александру Крылову и Александру Втюрину за предоставленную возможность провести исследование в ИФ СО РАН; всем сотрудникам нашей лаборатории Спектроскопии наноматериалов и Центра естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, а также коллегам из других институтов, в особенности Екатерине Образцовой, Александру Тонких, Дмитрию Рыбковскому, Максиму Рыбину, Ивану Кондрашову, Наталии Арутюнян, Софии Боковой, Александру Осадчему, Петру Образцову, Валентине Ерёминой, Тимофею Ерёмину; моим друзьям и родителям.