Развитие методов анализа структуры некристаллических и наноразмерных материалов с использованием синхротронного излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат физико-математических наук Велигжанин, Алексей Александрович

• Велигжанин, Алексей Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Велигжанин, Алексей Александрович

Введение.

Часть 1. Литературный обзор.

1.1 Классификация рентгеновских методов диагностики.

1.2. Особенности и преимущества использования синхротронных источников.

1.3 Центры синхротронного излучения в мире.

1.4. Тенденции развития исследований функциональных материалов.

Часть 2. Конструкция экспериментальной установки.

2.1 Характеристики источника СИ.

2.2 Блок формирования пучка.

2.2.1 Первичный коллиматор.

2.2.2 Монохроматор.

2.2.3 Коллимирующая система.

2.3 Блок образца.

2.4 Камера малоуглового рассеяния.

2.5 Детекторы.

2.6 Система управления станции СТМ.

Часть 3. Методика проведения измерений.

3.1. Метод рентгеновской спектроскопии поглощения.

3.1.1 Спектры поглощения концентрированных образцов.

3.1.2 Измерения спектров поглощения по выходу флуоресценции.

3.1.3 Влияние фактора Дебая-Валлера.

3.1.4 Граничные измерения на легких (П) и тяжелых (и) атомах.

3.2. Метод порошковой рентгеновской дифракции.

3.2.1 Измерения в геометрии Дебая-Шеррера.

3.2.2 Измерения дифрактограмм для толстых образцов и тонкопленочных покрытий

3.2.3 Поляризационные эффекты в дифракции.

3.3. Метод рентгеновского малоуглового рассеяния.

Часть 4. Методики обработки результатов.

4.1 Метод ХАТЧБЭ.

4.2. Метод ЕХАББ.

4.3 Рентгеновская дифракция.

4.4 Малоугловое рассеяние.

4.5 Аномальное рассеяние в методах XRD и SAXS.

4.6 Подход к комбинированному анализу результатов различных методов.

Часть 5. Примеры проведенных исследований.

5.1 Катализаторы AuNi.

5.2 Структура магнитных диэлектриков Ре0х-П(0)АФС.

5.3 Изучение структуры катализаторов Pt-PtOx/AbCb.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие методов анализа структуры некристаллических и наноразмерных материалов с использованием синхротронного излучения»

Широкое использование функциональных материалов во многих областях современной высокотехнологичной промышленности определяет непрерывный спрос на разработку новых и совершенствование известных материалов. Они должны удовлетворять все расширяющемуся перечню технических и экономических требований. Однако для целенаправленного изменения свойств, а также поиска и, тем более, рационального дизайна новых материалов, обладающих заданным набором свойств, исследователю нужно знать, какие именно структурные особенности материала отвечают за его свойства. Таким образом, задача определения структуры функциональных материалов имеет первоочередное значение для развития науки и промышленности.

Однако часто подобные материалы обладают сложной иерархической структурой. Например, в случае гетерогенных катализаторов, значение имеет как структура носителя (обычно, нанокристаллическая мезопористая матрица с развитой удельной поверхностью), так и строение активного центра (часто, нанокластер или группировка из нескольких атомов). Материалы могут быть некристаллическими или нанокристаллическими, что ограничивает информативность таких традиционно используемых структурных методов как рентгеновская дифракция. Получение достоверных данных также затрудняется тем, что функционально значимый центр, структура которого определяет основные свойства материала, например, активный центр гетерогенного катализатора или газового сенсора; присутствует в низкой концентрации. В этом случае возникают сложности с отделением слабого аналитического сигнала изучаемого компонента от интенсивного, но малоинформативного фона матрицы.

Эти обстоятельства создают сложности при проведении структурного анализа подобных систем. Широкий диапазон размерных характеристик, существенных для свойств материала, зачастую не удается определить одним структурным методом. Существенное влияние могут оказывать различные параметры различных иерархических уровней структуры, которые не связаны между собой напрямую и могут быть исследованы лишь принципиально различными методами. Например, для определения'кристаллической структуры материала и особенностей его электронного строения требуется использовать методы рентгеновского рассеяния и рентгеновской спектроскопии соответственно. Между тем, для таких сложных систем крайне важно исследовать структуру максимально полно, поскольку только такой подход позволяет достоверно установить корреляцию между структурой функциональных материалов и их свойствами. Поэтому для их исследования важно привлекать как можно более широкий набор методов.

Синхротронное излучение (СИ) предоставляет исследователю обширные возможности для исследования структуры функциональных материалов. Уникальные свойства СИ -высокая интенсивность, естественная коллимация, широкий энергетический спектр, поляризационные свойства и временная структура, а также частичная когерентность - заметно упрощают реализацию традиционных рентгеновских методов, таких как рентгеновская дифракция, а также придают им качественно новые черты. Например, использование эффекта аномального рассеяния в рентгеновской дифракции становится принципиально проще и может быть применено к существенно более широкому классу объектов, чем это возможно при использовании лабораторных источников. Появляются совершенно новые методы, например, для исследования« магнитных свойств материалов или мониторинга» быстрых изменений параметров структуры объекта в режиме стробоскопа. Таким образом, использование синхротронного излучения в качестве инструмента для исследований функциональных материалов является особенно перспективным.

Использование функциональных материалов в некоторых случаях происходит в условиях, заметно отличающихся от обычных. Каталитические системы используются при повышенных температурах в специфических газовых средах, что практически всегда приводит к изменениям структурных особенностей, например, меняется химическое состояние активного центра. Поэтому структурные данные, полученные в обычных внешних условиях, часто не имеют прямой связи с целевыми эксплуатационными характеристиками материала и могут служить источником лишь косвенной информации. Исследование функционального материала в условиях, приближенных к тем, при которых он действительно используется на практике, во многих случаях позволяет точнее интерпретировать экспериментальные результаты и с большей достоверностью проводить корреляции структура-свойства. Использование нескольких независимых приборов, реализующих разные структурные методы, в этом случае сопряжено с определенными принципиальными сложностями. Требуется уделять специальное внимание контролю условий измерения, чтобы можно было согласованно анализировать результаты разных измерений. Необходимо сконструировать либо универсальную ячейку, задающую условия на образце, совместимую со всеми задействованными приборами, либо отдельно ячейки под отдельные методы и приборы и добиваться создания в них идентичных условий.

Более простое в техническом плане решение заключается в использовании специализированной станции на канале вывода синхротронного излучения, реализующей сразу несколько взаимодополняющих методов структурной диагностики. Несмотря на то, что для совместного использования методов требуется принимать определенные компромиссные решения, синхротронное излучение позволяет добиться этого без значительного ограничения аналитических возможностей каждого отдельного метода. В этом случае образец гарантированно исследуется комплексом методов при идентичных условиях.

Возможность проведения подобных структурных измерений востребована многими российскими группами исследователей, занимающихся разработкой и направленным синтезом функциональных материалов, однако до последнего времени для этих целей нужно было использовать экспериментальные установки, находящиеся в зарубежных синхро-тронных центрах. Отечественные синхротронные центры (Сибирский центр синхротрон-ного и терагерцового излучения и Курчатовский центр синхротронного излучения» и нано-технологий) располагали лишь узкоспециализированными установками. Поэтому целью данной работы является разработка, проекта, создание и определение возможностей многофункциональной экспериментальной установки в Курчатовском центре.

В рамках данной работы впервые в России создана экспериментальная установка, позволяющая проводить измерения рядом рентгеновских структурных методик. Реализованы следующие методы: спектроскопия поглощения рентгеновских лучей (EXAFS и XANES), рентгеновская порошковая дифрактометрия (XRD) и малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS). Этот набор позволяет исследовать структуру материалов^ широком диапазоне характерных размеров, начиная от межатомных расстояний (EXAFS, XRD) до супрамолекулярных многоатомных агломератов!размерами до 100 нм (SAXS). В дополнение к этому спектроскопия, поглощения XANES дает информацию об электронной структуре исследуемого объекта.

Использование нескольких независимых структурных методов дает большой набор экспериментальных параметров, которые нужно согласовать в рамках единой модели структуры объекта. В работе приведены примеры исследований, в которых использование ряда методов позволяет построить структурную модель, согласованно объединяющую все используемые структурные данные. Так, проанализированы тонкие особенности строения биметаллических Au-Ni катализаторов, а также модельной системы магнитных диэлектриков на основе наночастиц магнитных оксидов железа в термореактивной в полимерной матрице.

Важным элементом экспериментальной установки является камера для создания нестандартных условий на образце в ходе измерений. Разработанная в данной работе ячейка позволяет исследовать образцы методами EXAFS/XANES и XRD, одновременно контролируя температуру образца и газовую среду, в которой он находится. Эти возможности позволяют решать широкий класс задач, в частности, проводить исследования катализаторов в условиях, приближенных к используемым в процессе функционирования катализатора, (режим operando) и в процессе различных технологических обработок (режим шsitu). В работе приведены результаты исследований нанесенных гетерогенных платиновых катализаторов при различных обработках, включающих восстановление платины в необычное ультрадисперсное состояние металлической платины.

Разработанная экспериментальная установка активно работает по задачам сторонних пользователей на некоммерческой основе в рамках центра коллективного пользования Курчатовского института. С 2005 года проведено более 80 исследований на различных системах из более 30 научных институтов и промышленных предприятий. Ячейка.для> проведения исследований при контролируемой температуре и в различных газовых средах была введена в строй позднее — с 2008 года, однако с ее помощью проведено около 10 экспериментов на различных системах. Кроме платиновых катализаторов и их предшественников в окислительно-восстановительных условиях, которые подробно обсуждаются в> диссертации, исследованы процессы восстановления оксида палладия в водороде, восстановления' палладий-медного катализатора монооксидом углерода, формирования наноча-стиц из Pd-Zn ацетатов в различных средах и многое другое. Это отражает высокую практическую значимость предлагаемой работы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработка-и реализация проекта экспериментальной установки «Структурное материаловедение», использующей следующие методы исследования структуры вещества с помощью синхротронного излучения: спектроскопия поглощения рентгеновских лучей, рентгеновская дифракция и малоугловое рентгеновское рассеяние (втом числе с использованием эффектов аномального рассеяния).

2. Конструкция специализированной in-situ ячейки для исследования объектов в температурном диапазоне -180.+500°С в контролируемой газовой среде методами рентгеновской спектроскопии поглощения и рентгеновской дифракции.

3. Методика совместного анализа данных реализованной комбинации экспериментальных методов для построения модели структуры некристаллических и нанокри-сталлических наноматериалов, а также структурные параметры для двух классов материалов - биметаллических катализаторов AuNi и магнитных диэлектриков на базе наночастиц оксида железа в полимерной матрице, определенные по этой методике.

4. Методика проведения синхротронных исследований химических процессов1 в режиме in situ в реальном времени, а также результаты определения структурных характеристик активных центров нанесенных катализаторов РЮх/у-АЬОз в процессе восстановительных/окислительных обработок и формирования при разложении молекулярных предшественников.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Велигжанин, Алексей Александрович

Основные результаты и выводы

В результате проделанной работы создана уникальная экспериментальная установка «Структурное Материаловедение», позволяющая проводить структурную диагностику сложных функциональных материалов набором комплементарных методов — рентгеновской порошковой дифрактометрии, рентгеновской спектроскопии поглощения и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Набор методов позволяет характеризовать объек ты с иерархической структурой в широком диапазоне размеров, начиная от межатомных расстояний и до надатомных структурных особенностей с характерными размерами, лежащими в области 10-100 нм. Сочетание различных методов на одной экспериментальной установке обеспечивает идентичность внешних условий, в которых проводились измерения, и взаимную согласованность экспериментальных данных. Это предоставляет возможность проводить совместный анализ экспериментальных данных и строить структурную модель исследуемого объекта, согласующуюся с данными, полученными различными методами. Обоснованность и плодотворность данного подхода была продемонстрирована на ряде примеров.

Проведенные исследования нанесенных Аи-№ катализаторов полным набором доступных экспериментальных методов позволило получить детальное представление некоторых ключевых особенностях структуры данной системы. Исследование локального окружения атомов золота выявило присутствие в нем некоторого количества атомов никеля, в то время как локальное окружение никеля близко к разупорядоченному окружению оксида никеля. Данные рентгеновской дифракции, выявляющие образование наночастиц с кристаллической структурой золота, данные «неаномального» малоуглового рассеяния, а также малоуглового рассеяния с использованием аномальной дисперсии вблизи К-края никеля, позволили обнаружить формирование относительно крупных наночастиц аморфного оксида никеля с размером 20 нм, которые имеют включения сплава Аио 1 с характерным размером около 2 нм.

Изучение материалов с железосодержащими частицами в полимерной матрице позволяет выделить следующие структурные особенности этих объектов. Во-первых, по характеру особенностей в прикраевой области спектра поглощения можно сделать вывод о близости электронных свойств композитного материала к магнетиту РезО,*. Во-вторых, в локальном окружении атомов железа имеется лишь расстояние Ре-О, пики на больших расстояниях сильно подавлены, что свидетельствует о разупорядоченном окружении железа или об очень мелких частицах оксида железа. Несмотря на существенное фоновое рассеяние на полимерной матрице, в дифрактограммах можно выделить вклад от наночастиц магнетита, а малоугловое рассеяние позволяет получить характерный диаметр оксидных частиц около 3 нм.

Важным элементом, существенно развивающим возможности экспериментальной установки, является ячейка для структурных исследований в нестандартных условиях (т-эНи ячейка). Использование этой ячейки для исследований катализаторов дало возможность приблизить условия получения экспериментальных данных структурных методов к окружению, в котором находится катализатор в промышленном процессе. В реализованной конструкции ячейки можно изменять температуру образца и газовую среду, окружающую образец. Несмотря на отсутствие такого важного управляющего параметра, как давление газовой среды, данная ячейка позволяет смоделировать многие процессы, важные с технологической точки зрения, и отследить структурные изменения, сопровождающие эти процессы.

Демонстрация возможностей ячейки проведена на примере технологических операций, производимых на образцах нанесенных катализаторов Р^у-АЬОз и их предшественниках. Так, было проведено восстановление оксидного платинового катализатора в.токе водорода при повышающейся температуре. Характер наблюдаемого при этом изменения валентности платины, которое отслеживается по изменению интенсивности белой линии края поглощения ЬзР^ указывает на наличие нескольких различных оксидных центров платины, восстановление которых водородом происходит при существенно различающихся температурах. Финальное состояние платины, образовавшееся в ходе обработки, несмотря на нулевую степень окисления, характерную для металла, не проявляет выраженного расстояния металл-металл в локальном окружении платины. Это говорит о наличии сильно разупорядоченного и ультрадисперсного металлического состояния платины в восстановленном нанесенном катализаторе, информацию о котором трудно получить каким либо другим методом.

В рамках исследований по этой задаче были структурно охарактеризованы предшественники для получения нанесенных платиновых катализаторов, а также изучено локальное окружение платины в растворах предшественниках в процессе формирования платинового центра. В зависимости от условий получения раствора наблюдаются две крайние картины платинового окружения. В первом случае формируется устойчивый нит-рокомплекс с изолированными платиновыми атомами, который подходит для получения ультрадисперсного нанесенного платинового катализатора. Во втором образуется структура, близкая к слоистому оксиду а-РЮг. Охарактеризованы состояния раствора, имеющие платина-содержащие агломераты промежуточного размера, в которых координационная сфера металл-металл менее выражена.

Исследован набор нанесенных платиновых катализаторов, отличающихся методами нанесения активного компонента и постобработки. Набором доступных методов охарактеризованы структурные особенности платиновых центров в катализаторах. Образцы демонстрируют широкий спектр состояний платины, от чисто металлической до чисто оксидной. Образцы с переходным состоянием платины имеют в локальном окружении расстояния, характерные и для металлической платины и для оксида платины. Однако электронное состояние активного центра по данным ХАИББ не может рассматриваться как сумма оксидного и металлического, что указывает на близость расположения и взаимное влияние этих центров. Активные платиновые центры металлического типа также проявляются в рентгеновской дифракции и формируют металлические наночастицы с варьирующимся размером в диапазоне 4-7 нм. Выделение вклада более мелких наночастиц затруднено наличием широких пиков обусловленных рассеянием на носителе, тем не менее, с использованием аномальной дисперсии вблизи Ь3Р1 можно отделить рассеяние на платиновых атомах. Для образцов с активным центром металлического типа аномальный вклад дает дифрактограмму, характерную для дисперсной металлической платины, в то время как аномальная дифрактограмма образцов с оксидным типом активного центра не отличается от дифрактограммы носителя. Это указывает на внедрение платиновых оксидных центров в структуру носителя.

Кроме комплексных исследований функциональных материалов экспериментальную установку «Структурное материаловедение» можно эффективно использовать и для решения более узконаправленных задач, требующих использования лишь отдельных методов. Поэтому возможности методов подробно охарактеризованы, описаны типичные процедуры получения экспериментальных данных в различных возможных конфигурациях установки, проведения калибровки шкалы для всех используемых методов, учета инструментальных функций прибора, а также определены предельные условия, накладываемые на исследуемые образцы.

Объективным показателем эффективности представленной здесь экспериментальной установки является неослабевающий интерес со стороны российского сообщества пользователей СИ к экспериментальным возможностям, которые на ней имеются.

Благодарности

Автор выражает свою глубокую признательность Я.В. Зубавичусу и A.A. Черны-шову за научное руководство, полезные обсуждения и огромную помощь в работе, В.Г. Станкевичу за неослабевающий интерес к работе, коллективу лаборатории структурных исследований некристаллических материалов за разностороннюю помощь и создание творческой и дружественной атмосферы. Отдельно хотелось поблагодарить лабораторию научного приборостроения и A.C. Хлебникова лично за неоценимую помощь при проработке проекта экспериментальной установки и при ее изготовлении, а также А.И. Низов-ского за активное участие в конструировании и изготовлении in-situ ячейки.

Автор благодарит коллег за предоставление образцов и продуктивное обсуждение результатов - А.Ю. Василькова (ИНЭОС РАН, Москва), И.Э. Бекк и В.И. Бухтиярова (ИК СО РАН, Новосибирск), Е.А. Левашова и В.В. Курбаткину (МИСиС, Москва), В.Г. Вла-сенко (ЮФУ, Ростов-на-Дону), группу A.B. Солдатова (ЮФУ, Ростов-на-Дону), A.A. Ширяева (ИФХЭ РАН, Москва), C.B. Стефановского (НПО «Радон»), М.В. Авдеева и В.Л. Аксенова (ОИЯИ, Дубна).

Список публикаций по теме диссертации

1. Станция для структурного материаловедения на Курчатовском источнике синхро-троиного излучения, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, A.C. Хлебников, С.А. Амарантов, Е.В. Гусева, Ю.Ф. Тарасов, Поверхность, 11 (2004) 33-36

2. "Structural Materials Science" end-station at the Kurchatov synchrotron radiation source: recent instrumentation upgrades and experimental results", A.A. Chernyshov, A.A. Veligzhanin, Y.V. Zubavichus, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 603 (2009), 95-98

3. Стенд малоуглового рассеяния и программа работ по реакторному материаловедению на Курчатовском источнике синхротронного излучения, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, A.C. Хлебников, Вопросы атомной науки и техники 2(63) (2004) 398-404.

4. Магнитодиэлектрические материалы на основе полиариленсулфидов, содержащие на-ночастицы железа, А.Ю. Васильков, Б.А. Зачернюк, З.Н. Карликов, И.О. Волков, Я.В. Зубавичус, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, М.И. Бузин, JI.H. Никитин, В.И. Не-делькин, Ж. прикл. хим. 80(12) (2007) 2058-2063.

5. Valence State and Speciation of Uranium Ions in BorosilicateGlasses with a High Iron and Aluminum Content, S. V. Stefanovsky, A. A. Shiryaev, J. V. Zubavitchus, A. A. Veligjanin, J. C. Marra, Glass Phys. Chem. 35 (2009) 141-148.

6. Железо в волокнистых алмазах: данные спектроскопии рентгеновского поглощения (XAFS) и Мессбауэровской спектроскопии, A.A. Ширяев, Я.В. Зубавичус, A.A. Велигжанин, C.McCammon, Геол. геофиз. 51(12) (2010) 1625-1630.

7. Синхротронная диагностика наноструктуированных катализаторов Pt,Pt0x/y-AI203, A.A. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, A.A. Чернышов, АЛ. Тригуб, А.К. Худорожков, И.Э. Бекк, В.И. Бухтияров, Известия ВУЗов. Физика 53 (2010) № 3/2. с. 42-49.

8. Модуляция размера наномагнетита с покрытием монокарбоновыми кислотами, диспергированного в неполярный растворитель, A.B. Порохова, М.В. Авдеев, Я.В. Зубавичус, A.A. Велигжанин, JI. Векаш, В.Л. Аксенов, Известия ВУЗов Физика 53(3/2) (2010), 176-180.

9. In situ ячейка для исследования структуры катализаторов с использованием синхротронного излучения, A.A. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, A.A. Чернышов, АЛ. Тригуб, A.C. Хлебников, А.И. Низовский, А.К. Худорожков, И.Э. Бекк, В.И. Бухтияров, Ж. структ. хим. 51 (2010) S26-S32.

10. Станция для структурного материаловедения на Курчатовском источнике синхротронного излучения, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, A.C. Хлебников, С.В. Амарантов, Е.В. Гусева, Ю.Ф. Тарасов, IV Национальная конференция по приме нению Рентгеновского, Синхротронного излучений, Нейтронов и Электронов для исследования материалов (РСНЭ-2003), Москва, 2003. Тезисы докладов, стр. 497.

11. Станция «Структурное Материаловедение» на Курчатовском источнике синхротронного излучения, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, A.C. Хлебников, C.B. Амарантов, Е.В. Гусева, Ю.Ф. Тарасов, Ежегодная научная конференция ИСФТТ-2004. Тезисы докладов,стр. 83.

12. Станция "Структурное Материаловедение" на Курчатовском источнике Синхротронного излучения, C.B. Амарантов, A.A. Велигжанин, Е.В. Гусева, A.C. Хлебников, A.A. Чернышов, XV Международная Конференция по Использованию Синхротронного Излучения (СИ-2004), Новосибирск, 2004, тезисы докладов, с. 156.

13. Первые эксперименты на станции «Малоугловое рассеяние - структурное материаловедение» на КИСИ, A.A. Велигжанин, A.A. Чернышов, C.B. Амарантов, Е.В. Гусева, Ежегодная научная конференция ИСФТТ-2005. Тезисы докладов, стр. 91.

14. Рентгеновские исследования наноматериалов на станции малоуглового рассеяния КИСИ, А. А. Велигжанин, С. В. Амарантов, Я. В. Зубавичус, А. А. Чернышов, V Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования наноматериалов и наносистем, 14-19 ноября 2005 года, Москва, Россия, стр. 401.

15. Исследования катализатора Zn/H-ZSM5 на Курчатовском синхротронном источнике; A.A. Велигжанин, В.В. Квардаков, A.A. Чернышов, В.В. Ордомский, И.И. Иванова, Я.В. Зубавичус, XVI Международная конференция по использованию синхротронного излучения СИ-2006, 2006 г., Новосибирск, Тезисы докладов, стр. 37.

16. Определение структурных характеристик наночастиц в функциональных композитных материалах на станции МУР-СТМ КЦСИ; А.А Велигжанин, Е.В. Гусева, Я.В. Зубавичус, A.A. Чернышов; Научная конференция ИСФТТ "Исследования в области физики конденсированного состояния, наносистем и сверхпроводимости", 2006. Тезисы докладов, стр. 108.

17. Совместное использование рентгеновских синхротронных методов XAFS, XRD и SAXS в структурных исследованиях функциональных материалов, Я.В.Зубавичус, А.А.Велигжанин, AJI. Тригуб, А.А.Чернышов, VI Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, электронов и нейтронов для исследования материалов РСНЭ-2007, Москва, 12-17 ноября, тезисы докладов, стр. 44.

18. Биметаллические Au-M (M=Ni, Fe) наноматериалы: "бинарный" металло-паровой синтез и исследование структуры, А.Ю. Васильков, Я.В. Зубавичус, A.A. Велигжанин,

B.JI. Подшибихин, С.М. Перегудов, JI.B. Джаши, VI Национальная конференция РСНЭ-2007, Москва, 12-17 ноября, тезисы докладов, стр. 251.

19. Дифракционные исследования углеродных материалов с использованием синхро-тронного излучения, С.Н. Заглубоцкий, А.А. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, А.А. Чернышов, V Курчатовская молодежная научная школа, Москва, 19-21 ноября 2007, сборник аннотаций работ, стр. 126.

20. Комплексная рентгеновская диагностика наноструктурированных гетерогенных катализаторов с использованием СИ, И.Э. Бекк, В.И. Бухтияров, А.Ю. Васильков, А.А. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, B.JI. Подшибихин, A.JÏ. Тригуб, А.А. Чернышов; Конференция по физике конденсированного состояния, сверхпроводимости и материаловедению, Москва, 26-30 ноября 2007, Сборник аннотаций докладов, стр. 90.

21. Статус станции "Структурное материаловедение" КЦСИиНТ: новые исследовательские возможности и последние результаты, А.А. Велигжанин, Е.В. Гусева, Я.В. Зубавичус, АЛ. Тригуб, А.А. Чернышов, Конференция по физике конденсированного состояния, сверхпроводимости и материаловедению, Москва, 26-30 ноября 2007, Сборник аннотаций докладов, стр. 106.

22. Исследование влияния нанодобавок на структуру синтетических твердых инструментальных материалов, А.А. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, В.В. Курбаткина, Е.А. Левашов, Ю.С. Погожев, А.Л. Тригуб, А.А. Чернышов, Конференция по физике конденсированного состояния, сверхпроводимости и материаловедению, Москва, 26-30 ноября 2007, Сборник аннотаций докладов, стр. 86.

23. "Structural materials science" end-station at the Kurchatov synchrotron radiation source: recent instrumentation upgrades and experimental results, A.A. Veligzhanin, Ya.V. Zubavichus, A.A. Chernyshov, XVII International synchrotron radiation conférence, June 15-20, 2008, Novosibirsk, Russia, Digest Reports, p. 1-12.

24. A study of the nanostructure of TiC-based composites and functional coatings with X-ray synchrotron radiation, A.A. Chernyshov, V.V. Kurbatkina, E.A. Levashov, Yu.S. Pogozhev, A.L. Trigub, A.A. Veligzhanin, Y.V. Zubavichus, XVII International synchrotron radiation conférence, June 15-20, 2008, Novosibirsk, Russia, Digest Reports, p. 2-2.

25. Комплексная рентгеновская диагностика функциональных наноматериалов с использованием синхротронного излучения в КЦСИиНТ, А.А. Велигжанин, С.Н. Заглубоцкий, Я.В. Зубавичус, А.Л. Тригуб, А.А. Чернышов, VIII Конференция молодых ученых «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения», Москва-Звенигород, 6-8 ноября 2008 г., Программа лекций и тезисы докладов, Постер 61, р. 61.

26. Iron in fibrous diamonds from different localities: XANES and Moessbauer data,

A.A. Shiryaev, Ya.V. Zubavichus, C. McCammon, A.A. Veligzhanin, 9th International Kimberlite Conference, 10-15 August, 2008, Frankfurt, Germany, Extended Abstracts, Poster P0169; www.cosis.net/abstracts/9IKC/0074/9IKC-A-0074-l.pdf.

27. Совместное использование XRD и EXAFS для уточнения фазового состава твердых покрытий WC-Co, A.A. Велигжанин, Е.И. Замулаева, Я.В. Зубавичус, А.Е. Кудряшов,

B.В. Курбаткина, Е.А. Левашов, А.Л. Тригуб, 6-я Курчатовская молодежная научная школа, 17-19 ноября 2008 г., Москва, Сборник аннотаций, стр. 173.

28. Комплексная рентгеновская диагностика функциональных наноматериалов с использованием синхротронного излучения в КЦСИиНТ, A.A. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, Международный форум по нанотехнологиям Rusnanotech 08, 3-5 декабря 2008, Москва, Сборник тезисов докладов участников Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, стр. 433.

29. Promising Dispersion Hardening Ceramic Materials Produced by SHS, V.V. Kurbatkina, E.A. Levashov, E.I. Patsera, S.I. Rupasov, A.A. Zaitsev, Ya. Zubavichus, A. Viligzhanin, 3rd Vienna International Conference on Nano Technology, March 18-20, 2009, Vienna,' Austria, Proceedings, p. 467-471.

30. Модуляция размера наномагнетита с покрытием монокарбоновыми кислотами, диспергированного в неполярный растворитель, A.B. Порохова, М.В. Авдеев, Я.В. Зубавичус, A.A. Велигжанин, В.Л. Аксенов, Л. Векаш, II Всероссийская конференция «Многомасштабное моделирование процессов и структур в нанотехнологиях», 27-29 мая 2009 г., Москва, Сборник тезисов докладов, с. 327.

31. Синхротронная диагностика наноструктуированных катализаторов Pt,Pt0x/y-A1203, A.A. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, A.A. Чернышов, А.Л. Тригуб, А.К. Худорожков, Н.Э. Бекк, В.И. Бухтияров, II Всероссийская конференция «Многомасштабное моделирование процессов и структур в нанотехнологиях», 27-29 мая 2009 г., Москва, Сборник тезисов докладов, с. 79.

32. Выявление особенностей состояния наночастиц платины на поверхности гетерогенных катализаторов по ряду реперных соединений, А.К. Худорожков, И.Э. Бекк, A.A. Велигжанин, И.Г. Данилова, Я.В. Зубавичус, И.П. Просвирин, В.И. Бухтияров, 2-я Всероссийская Школа-конференция молодых ученых «Функциональные материалы в катализе и энергетике», 13-18 июля 2009, Екатеринбург, Тезисы докладов, УД-И-1, стр. 42.

33. Extended X-Ray Absorption Fine Structure (EXAFS) of Pu LIII Edge in LaBS Glass, S. Stefanovsky, A. Shiryaev, J. Zubavitchus, A. Veligjanin, J. Marra, 8th Pacific Rim Conids: stabilization, properties control and application», 28 - 29 January 2010, GKSS Research Centre, Geesthacht, Germany, p. 12.

40. Structural studies of catalysts at the Kurchatov Centre for Synchrotron Radiation and Nanotechnology, A.A. Veligzhanin, A.A. Chernyshov, A.L. Trigub, Y.V.Zubavichus, R.A. Senin, Second German-Russian Seminar on Catalysis «Bridging the Gap between Model and Real Catalysis», March 14-17, 2010, Kloster Seeon, Bavaria, Germany, #27, p. 47.

41. Синхротронный мониторинг формирования HaH04acTHU, Pd и Pd-Zn из молекулярных предшественников, в режиме in situ, А.А. Велигжанин, В.Ю. Мурзин, Е.В. Храмов, А.А. Чернышов, ЯЛЗ. Зубавичус, II Конференция-школа для молодых ученых «Дифракционные методы исследования вещества: от молекул к кристаллам и наномате-риалам», Черноголовка, 28 июня-2 июля 2010 г., Программа и тезисы докладов, стр. 41.

42. Исследование термического разложения платиновой кислоты по данным in situ ди-фрактометрии и EXAFS; А.А. Велигжанин, В.Ю. Мурзин, АЛ. Тригуб, Я.В; Зубавичус, И.Э. Бекк, В.И. Бухтияров, XVIII Международная конференция по использованию синхротронного излучения; СИ-2010, 19 - 22 июля, 2010, Новосибирск, Книга тезисов; стр. 90;

43. Синхротронный мониторинг восстановления гетеробиметаллического комплекса PdII(OAc)4Zn1I(OH2) и его монометаллических аналогов методами-XRD и EXAFS в режиме in situ, В.Ю. Мурзин, Е.В. Храмов, А.А. Велигжанин, A.J1. Тригуб, Я.В. Зубавичус, М.Н. Варгафтик, НЛО. Козицына, М.В. Цодиков, И.И. Моисеев И.И., XVIII Международная конференция по использованию синхротронного излучения СИ-2010, 19 - 22 июля, 2010, Новосибирск, Книга тезисов, стр. 104.

44. In situ ячейка для структурной диагностики функциональных наноматериалов с использованием синхротронного излучения, А.А. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, А.А.Чернышов,-A.JI. Тригуб, А.С. Хлебников, А.И. Низовский, А.К. Худорожков, И.Э. Бекк, В:И. Бухтияров, Международный форум по нанотехнологиям Rusnanoforum.2010, 1-3 ноября 2010, Москва; Международный;конкурс научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, Нанодиагностика.

45. Мониторинг формирования и модификации наночастиц Pd-Zn сплава при восстановлении двойного ацетата палладия-цинка методом синхротронной рентгеновской дифракции in situ, А.А. Велигжанин, Я.В. Зубавичус, В.Ю. Мурзин, А.Л. Тригуб, Е.В. Храмов, А.А. Чернышов, VIII Курчатовская молодежная научная школа, Москва^ 2225 ноября 2010, Сборник аннотаций работ, стр. 142.

46. Синхротронные методы структурной диагностики в нанобиотехнологиях, A.A. Велигжанин, Всероссийская школа-семинар для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы», 6-9 октября 2010 г., Белгород, Сборник учебно-методических материалов, стр. 15-18.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Велигжанин, Алексей Александрович, 2011 год

1. Hodeau J.L., Guinebretiere R., Crystallography: past and present // Appl. Phys. A. 2007. V.89. P.813-823.

2. Koritsanszky T.S., Coppens P., Chemical applications of X-ray charge-density analysis / Chem. Rev. 2001. V.101. P.1583-1627.

3. Dauter Z., Current state and prospects of macromolecular crystallography / Acta Crystallogr. 2006. №D62, P.l-11.

4. Harris K.D.M., Tremayne M., Kariuki B.M., Contemporary advances in the use of powder X-ray diffraction for structure determination / Angew. Chem. Int. Ed. 2001. V. 40. N.9. P. 1626-1651.

5. Will G., Powder diffraction, the Rietveld method and the two stage method to determine and refine crystal structures from powder diffraction data. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006.232p.

6. Egami Т., Billinge S.J.L., Underneath the Bragg peaks. Structural Analysis of Complex Materials. Pergamon, Oxford, 2003. 424p.

7. Local structure from diffraction / под ред. Billinge S.J.L., Thorpe M.F., Kluwer Academic Publishers, New York, 2002. 397p.

8. Billinge S.J.L., Kanatzidis M.G., Beyond crystallography: the study of disorder, nanocrystallinity and crystal-lographically challenged materials with pair distribution functions // Chem. Commun. 2004. P. 749-760.

9. Liss K.-D.', Royer A., Tschentscher Т., Suortti P., Williamst A. P., On high-resolution reciprocal-space mapping with a triple-crystal diffractometer for high-energy X-rays // J. Synchr. Rad. 1998. N.5. P.82-89.

10. Fewster P.F., Reciprocal space mapping // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 1997. V.22. N.2. P.69-110.11 van der Lee A., Grazing incidence specular reflectivity: theory, experiment, and applications // Solid State Sci. 2000, V.2, N.2, P.257-278.

11. Bridou F., Gautier J., Delmotte F., Ravet M.-F., Durand O., Modreanu M., Thin multilayers characterization by grazing X-ray reflectometry and use of Fourier transform //Appl. Surf. Sci. 2006. V.253. P.12-16.

12. Sinha S.K., Surface structure reflectometiy with X-rays // Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1996. V.l, N.5. P.645-652.

13. Koch M.H.J., X-ray scattering of non-crystalline biological systems using synchrotron radiation // Chem. Soc. Rev. 2006, V.35. N.2. P. 123-133.

14. Peterlik H., Fratzl P., Small-angle X-ray scattering to characterize nanostructures in inorganic and hybrid materials chemistry //Monatsh. Chem. 2006. V.l37. P.529-543.

15. Bras W., Ryan A.J., Sample environments and techniques combined with Small Angle X-ray Scattering // Adv. Coll. Interf. Sci. 1998, V.75. P.l-43.

16. Chu В., Hsiao B.S., Small-angle X-ray scattering of polymers // Chem. Rev. 2001, V.101, P.1727-1761.

17. Neutron and X-ray spectroscopy // Edited by F. Hippert, E. Geissler, J.L. Hodeau, E. Lelievre-Berna, J.-R. Regnard. Berlin, Springer, 2006. 586p.

18. Rehr J.J., Ankudinov A.L., Progress in the theory and interpretation of XANES // Coord. Chem. Rev. 2005. V.249. N.l-2. P.131-140.

19. Ade H., Hitchcock A.P., NEXAFS microscopy and resonant scattering: Composition and orientation probed in real and reciprocal space // Polymer. 2008. V.49. P.643-675.

20. Baker S.H., Roy M., Gurman S.J., Binns C., Extended x-ray absorption fine structure studies of the atomic structure of nanoparticles in different metallic matrices // J. Phys. Cond. Matter 2009, V.21. P.183002-1-183002-17.

21. Savin S.L.P., Berko A., Blacklocks A.N., Edwards W., Chadwick A.V., The applications of X-ray absorption spectroscopy in the study of nanocrystalline materials and electrochemical systems // Comptes Rendus Chimie 2008. V.11.N.9. P.948-963.

22. Ray S.C., Chiou J. W., Pong W. F., Tsai M.-H., The electronic properties of nanomaterials elucidated by synchrotron radiation-based spectroscopy // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2006. V.31. N.4. P.91 -110.

23. Sham Т.К., Nanoparticles and nanowires: synchrotron spectroscopy studies // Int. J. Nanotech. 2008. V.5. N.9. P.l 194-1246.

24. Chadwick A.V., Savin S.L.P., X-ray absorption studies of nanocomposites / Nanocomposites: ionic conducting materials and structural spectroscopies, Edited by P. Knauth, J. Schoonman, Springer, Berlin, 2008. P.205-225

25. Kurmaev E.Z., X-ray fluorescence spectroscopy of novel materials // Inorganic Mater. 2005. V.41. N.S1, P.S1-S23.27