Сенсорные свойства полупроводниковых нанотубулярных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат наук Поликарпова, Наталья Павловна

• Поликарпова, Наталья Павловна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Поликарпова, Наталья Павловна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4 ГЛАВА

СТРОЕНИЕ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ И

БОРНЫХ НАНОТРУБОК

1.1 Классификация нанотубулярных структур

1.2 Сорбционные свойства углеродных нанотрубок

1.3 Сенсорные свойства углеродных нанотрубок и газовые сенсоры

на основе УНТ

1.4 Нанотубулярные формы бора: структурные модификации, проводящие характеристики и получение

ГЛАВА2

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ РАСЧЁТА НАНОСИСТЕМ

2.1 Модель молекулярного кластера

2.2 Модель ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера

для расчёта нанотубулярных структур

2.3 Полуэмпирический метод ММЭО и МЖЮ-РМ/З

2.4 Теория функционала плотности

ГЛАВА3

КАРБОКСИЛИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ КАК АКТИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СЕНСОРНЫХ УСТРОЙСТВ

3.1 Механизм краевой функционализации углеродной нанотрубки

карбоксильной группой СООН

3.2 Механизм взаимодействия карбоксилированной углеродной нанотрубки с некоторыми атомами щелочных металлов

3.3 Сенсорные свойства карбоксилированной углеродной нанотрубки в отношении некоторых атомов и ионов щелочных металлов

ГЛАВА

СЕНСОРНАЯ АКТИВНОСТЬ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК 81 В ОТНОШЕНИИ МОЛЕКУЛ ОРГАНИЧЕСКИХ СПИРТОВ

4.1 Моделирование процесса взаимодействия некоторых органиче- 81 ских молекул спиртов с однослойными углеродными нанотрубками

4.2 Экспериментальное исследование поверхностной активности 97 углеродных нанотрубок в отношении органических спиртов

ГЛАВА

ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ БОРНЫХ НАНОТРУБОК В ОТНОШЕНИИ АТОМАРНОГО ВОДОРОДА

106

5.1 Механизм адсорбции атома водорода на поверхности борной нанотрубки

5.2 Протонная проводимость борных нанотруб

112

106

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ БЛАГОДАРНОСТИ

122

142

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сенсорные свойства полупроводниковых нанотубулярных систем»

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении последних лет в различных областях науки и техники все более популярными становятся объекты нанометрового масштаба. Это фуллерены, углеродные нанотрубки (УНТ), нанокомпозиты, тонкопленочные многослойные наноструктуры и т.д. Подобные системы интересны сочетанием ряда параметров, недостижимых для традиционных моно- и поликристаллических структур. Проблема создания твердотельных наноструктур с заданными свойствами и контролируемыми размерами входит в число важнейших задач XXI века. Ее практическое решение вызовет революцию в материаловедении, электронике, механике, химии, медицине и биологии.

Открытие УНТ относится к наиболее значительным достижениям современной науки. Нанотрубки следует рассматривать как новый материал с уникальными физико-химическими свойствами, открывающий большие возможности для широкого применения [1-4]. Разнообразие новых и необычных механических, электрических и магнитных свойств трубок обеспечивает основу прорыва в электронной технике и наноэлектронике. УНТ обладают необычными электронными свойствами. Только треть их них имеют металлический тип проводимости, а остальные принадлежат к классу полупроводников.

Помимо углеродных нанотрубок особое внимание в последние годы уделяется недавно синтезированным борным нанотрубкам [5-9], обладающим более стабильными проводящими характеристикам. Обнаружено, что все они, независимо от особенностей морфологии поверхности, типа и диаметра, являются узкозонными полупроводниками. Именно эта стабильность позволяет ожидать, что борные нанотубулярные системы станут функциональными элементами нового поколения электронных устройств.

Для исследования наноструктур в настоящее время используется весь спектр современной техники, в том числе одним из мощнейших инструментов нанотехнологии является сканирующая зондовая микроскопия [10, 11].

Тем не менее, для детального описания электронного строения наноструктур и различных процессов на их поверхности использование только экспериментальных подходов оказывается недостаточным. Физические методы исследования требуют также применения последовательных теоретических подходов и эффективных моделей. Модельные представления и квантово-механические расчеты электронной структуры могут обеспечить более полную информацию об особенностях электронного строения вещества, чем известные экспериментальные методы, а также предсказать его возможные свойства и сферы применения.

В диссертационной работе в качестве исследуемых объектов выбраны полупроводниковые нанотубулярные системы - однослойные углеродные и однослойные гексагональные борные нанотрубки, в том числе модифицированные функциональными группами и отдельными атомами. Эти замкнутые поверхностные структуры проявляют ряд специфических свойств, которые позволяют использовать их как своеобразные физические и химические системы, обладающие высокой поверхностной активностью и уникальными сенсорными свойствами.

Нанотрубки - это вытянутые структуры, представляющие собой трубки диаметром в несколько нанометров и длиной до нескольких микрометров, поверхность которых выполнена правильными шестичленными циклами (гексагонами), состоящими из атомов углерода (углеродные нанотрубки) или бора (борные нанотрубки). Необычные свойства нанотрубок связаны с их уникальной квазиодномерной (Ш) структурой, атомарно однослойной поверхностью, а также вытянуто-искривленной я-связанной конфигурацией, что делает их идеальными элементами для создания электронных устройств, таких как квантовые провода, диоды, полевые транзисторы, сенсоры и холодные катоды полевых эмиттеров.

Углеродные нанотрубки обладают высокой сорбционной активностью и являются эффективными адсорбентами различных частиц, что, с учетом их проводящего состояния, делает возможным их применение в качестве хими-

ческих и биологических сенсоров. В [12] представлен подробный обзор работ, посвященных исследованиям широкого ряда газовых сенсоров, основным принципом действия которых является адсорбция газообразных молекул, при которой молекула отдает или забирает электрон у нанотрубки, что приводит к изменениям электрических свойств УНТ, которые могут регистрироваться. В работе обсуждаются газовые сенсоры на основе чистых УНТ, включая однослойные и многослойные углеродные нанотрубки, а также УНТ, модифицированные функциональными группами, металлами, полимерами и оксидами металлов. В качестве активных сенсоров часто рассматриваются устройства, созданные на основе полевых транзисторов с одной полупроводящей углеродной нанотрубкой или на основе ультратонких пленок углеродных нанотруб. Также в качестве сенсоров могут выступать устройства, использующие гранично-модифицированные углеродные нанотрубки, например, атомно-силовой микроскоп, на острие которого расположена на-нотрубка со специально подобранной функциональной группой.

Мы предполагаем, что модифицированные углеродные нанотрубки могут выступать не только в качестве газовых сенсоров, но и определять другие химические элементы, например, металлы. Так, острие атомно-силового микроскопа, оснащенное нанотрубкой со специальным образом выбранной химической группой на ее конце, по-разному взаимодействует с поверхностями образцов разного химического состава, т.е. является химически чувствительным. Кроме того, мы предполагаем, что поверхностная активность углеродных нанотрубок в отношении многоатомных молекул может обеспечить их применение в качестве сенсоров на молекулы органической природы, что также может быть использовано при создании приборов электронной техники.

Несмотря на имеющиеся эксперименты по исследованию сорбционной активности углеродных нанотрубок в отношении некоторых газов, эксперименты по созданию карбоксилированных углеродных нанотруб, до настоящего времени не исследован механизм присоединения функциональной кар-

боксильной группы -СООН к границе углеродного тубулена и не исследована активность такой модифицированной нанотубулярной системы в отношении других химических элементов, например, металлов, не изучены механизмы поверхностного взаимодействия УНТ с тяжелыми органическими молекулами, позволяющие утверждать возможность поверхностной сенсорной активности углеродных нанотрубок. Все сказанное и определяет актуальность данной работы.

Борные нанотрубки (БНТ), обладающие столь же развитой поверхностью, как и УНТ, также могут проявлять высокую поверхностную активность, в том числе в отношении атомов газовой фазы. Соответственно, они также могут быть использованы в качестве элементов газовых сенсорных устройств. А стабильность их полупроводящего состояния может обеспечить лучшее (по сравнению с углеродными нанотрубками) качество таких сенсоров. Поэтому исследование поверхностной активности БНТ в отношении атомов газовой фазы (например, водорода) для установления возможной сенсорной активности борных нанотрубок, также является весьма актуальным.

В настоящей диссертационной работе мы исследовали механизм присоединения карбоксильной группы к открытой границе полубесконечной углеродной нанотрубки - так называемое карбоксилирование УНТ - для образования химически активного сенсора. Были выполнены расчёты взаимодействия построенного таким образом сенсора с атомами и ионами некоторых щелочных металлов. Кроме того, моделировался процесс сканирования произвольной поверхности, содержащей выбранные атомы или ионы металла, и определялась активность полупроводящей нанотубулярной системы «УНТ -группа -СООН» в отношении выбранного атома. Также в работе исследовался механизм поверхностного взаимодействия однослойных полупроводящих углеродных нанотрубок малого диаметра с молекулами органических спиртов, определялись особенности этого взаимодействия, обнаружившие чувствительность УНТ к выбранным молекулам. Выполнены экспериментальные исследования, доказавшие сенсорную активность нанотрубок в отношении

молекул тяжелых спиртов. Далее был изучен механизм взаимодействия атомарного водорода с внешней поверхностью однослойных гексагональных борных нанотрубок и исследованы процессы миграции протона, образовавшегося в результате адсорбции атома Н, по поверхности БНТ.

Целью диссертационной работы является установление основных закономерностей строения, энергетических характеристик и сенсорных свойств полупроводящих нанотубулярных систем на основе углеродных и борных нанотрубок путем анализа механизмов взаимодействия нанотубуленов с модифицирующими группами, отдельными атомами и молекулами для образования химически активного сенсора на основе созданных нанотубулярных систем, в рамках моделей молекулярного (МК) и ионно-встроенного кова-лентно-циклического кластеров (ИВ-КЦК) с использованием расчетных методов МЖЮ и БРТ, а также предсказание на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований новых сенсорных свойств нанот-рубулярных систем, полезных с точки зрения практических приложений при конструировании приборов электронной техники.

Задачи, решаемые в рамках поставленной цели:

1) исследовать возможность образования гранично-модифицированной нанотубулярной системы на основе однослойной углеродной нанотрубки, открытая граница которой насыщена функционализирующей карбоксильной СООН-группой, и определить наиболее вероятную геометрическую конфигурацию такой системы для образования химически активного сенсора;

2) исследовать взаимодействия карбоксилированной углеродной нанотрубки (элемента сенсорного устройства) с атомами некоторых щелочных металлов (калия, натрия и лития) и определить основные характеристики этих процессов;

3) выполнить моделирование процесса сканирования произвольной поверхности, содержащей атомы и ионы щелочных металлов, и определить активность полупроводящей нанотубулярной системы «УНТ - группа -СООН» в отношении выбранного атома;

4) изучить и проанализировать поверхностную активность УНТ в отношении тяжелых органических молекул, а именно, исследовать взаимодействия молекул тяжёлых спиртов этанола, нормального пропанола, изопропанола, изобутанола, бутанола-2, третбутанола с однослойными углеродными нанот-рубками малого диаметра;

5) выполнить экспериментальные исследования современными физико-химическими методами (молекулярной спектроскопии, титриметрии, хроматографии) и проанализировать спиртосодержащие жидкости до и после взаимодействия с УНТ для доказательства сенсорной активности углеродных нанотрубок в отношении органических спиртов;

6) изучить механизмы взаимодействия полупроводящих гексагональных борных нанотрубок с атом водорода для определения сенсорной активности нанотрубок в отношении газофазного атома Н;

7) исследовать возможность использования борных нанотубулярных систем с адсорбированным атомом водорода в качестве протонпроводящих материалов для приборов электронной техники.

Научная новизна. В настоящей работе в рамках моделей МК и ИВ-КЦК на основе расчетной схемы МЖЮ и метода ББТ изучено электронно-энергетическое строение и сенсорные свойства нанотубулярных систем, гранично- и поверхностно-модифицированных атомами, молекулами и функциональными группами.

Впервые получены следующие результаты: 1) Изучены механизмы создания сенсоров на основе углеродных нанотруб с краевой модификацией. Построена модель, описывающая взаимодействие УНТ с краевой функционализирующей карбоксильной группой -СООН. Изучена активность построенного сенсора в отношении атомов металлов. Исследована и доказана возможность взаимодействия атомов калия, натрия и лития с краевыми атомами водорода и кислорода карбоксильной группы, модифицирующей открытую границу полубесконечной углеродной нанот-

рубки. Анализ характеристик взаимодействия между атомами Н и О функциональной группы и выбранными атомами металлов доказал, что имеет место слабое вандерваальсово взаимодействие, что обеспечивает возможность многократного использования сенсора без его разрушения, к которому привело бы образование химической связи с выбранными атомами щелочных металлов.

2) Впервые выполнено моделирование процесса сканирования произвольной поверхности, содержащей анализируемые атомы и ионы металлов, сенсорным зондом на основе углеродной нанотрубки с краевой функциональной группой -СООН и доказано, что УНТ, модифицированная карбоксильной группой, чувствительна к атомам и ионам калия, натрия и лития.

3) Изучена и проанализирована поверхностная активность углеродных на-нотрубок в отношении органических молекул спиртов: исследованы взаимодействия молекул спиртов (этанола, нормального пропанола, изопропанола, изобутанола, бутанола-2, третбутанола) с УНТ, установлены наиболее эффективные центры адсорбции выбранных молекул. Экспериментально доказана сенсорная активность углеродных нанотрубок в отношении органических спиртов при анализе спиртосодержащих жидкостей до и после взаимодействия с УНТ методами молекулярной РЖ-спектроскопии, жидкостной хроматографии и титриметрии.

4) Изучены механизмы взаимодействия полупроводящих нанотубулярных борных систем с атомом водорода и установлена сенсорная активность нанотрубок в отношении атома Н с образованием протона Н4", что обусловлено переносом электронной плотности с атома водорода на поверхность тубуле-на.

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

Достоверность основных положений и выводов диссертации обеспечивается использованием корректной математической модели встроенного циклического кластера, полуэмпирической квантово-химической схемой МЖЮ, параметры которой получены из эксперимента, и неэмпирического метода функционала плотности с функционалами РВЕ и ВЗЬУР.

Научно-практическое значение работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, вносят большой вклад в фундаментальные исследования полупроводящих нанотубулярных систем и могут быть использованы для стимуляции экспериментальных исследований по сделанным теоретическим прогнозам, а установленные особенности строения и сенсорных свойств нанотрубок могут служить предпосылкой для направленного синтеза новых полупроводниковых материалов, используемых в приборах электронной техники, и определения их роли в решении народно-хозяйственных задач.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Возможно создание сенсора на основе нанотубулярной системы, представляющей собой полубесконечную однослойную углеродную нанот-рубку, гранично-модифицированную карбоксильной группой.

2.Сенсор на основе карбоксилированной углеродной нанотрубки чувствителен к наличию атомов и ионов щелочных металлов, причем реализация слабого вандерваальсового взаимодействия между атомами, подлежащими инициализации, и атомами функциональной группы -СООН обеспечивает многократное использование полученного таким образом зонда без его разрушения. Присутствие атомов или ионов металлов на произвольно выбранной поверхности может быть экспериментально зафиксировано изменением потенциала в зондовой системе на основе нанотрубки с функциональной группой, причем величина падения потенциала будет соответствовать энергии взаимодействия (энергии связи) между краевыми атомами группы и атомами (ионами), подлежащими инициализации.

3. Углеродные нанотрубки малого диаметра чувствительны к молекулам органических спиртов, что теоретически доказывается и экспериментально подтверждается наличием взаимодействия молекул этанола, нормального пропанола, изопропанола, изобутанола, бутанола-2 и третбутанола с внешней поверхностью УНТ. Эти результаты указывают на возможность создания сенсорного устройства на основе углеродных нанот-рубок для определения сложных органических молекул.

4. Адсорбция атома водорода на внешней поверхности борных нанот-рубок высокоэффективна, а появление положительного носителя заряда протона Н+ при адсорбции и доказанная возможность осуществления процесса переноса протона по внешней поверхности борных нанотрубок позволяет отнести данные тубулены к классу новых протонпроводящих материалов, обладающих сенсорной активностью в отношении водорода, для использования при изготовлении приборов электронной техники.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 162 наименования, содержит 142 страницы основного текста, 40 рисунков и 9 таблиц.

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулирована их основная цель и решаемые задачи, научная новизна и практическая ценность работы, представлены основные положения, выносимые на защиту, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава содержит обзор публикаций, посвященных исследованию строения и свойств углеродных и борных нанотрубок. Обсуждаются сорбци-онные и сенсорные свойства углеродных нанотубуленов, особенности их электронного строения и проводящего состояния. Рассматриваются вопросы использования углеродных нанотрубок в качестве устройств электронной техники, в том числе газовых сенсоров на основе УНТ. Выявлены основные проблемы, не получившие разрешения до настоящего времени, что определя-

ет целесообразность дальнейшего изучения сенсорных свойств нанотубуляр-ных систем.

Во второй главе рассмотрены основные модели и расчетные методы, использованные в работе для описания протяженных нанотрубных систем, изучения их структуры и свойств. Обосновывается целесообразность выбора кластерного подхода для исследования твердых тел. Представлено описание метода ионно-встроенного ковалентно-циклического кластера (ИВ-КЦК) в рамках полуэмпирической расчетной схемы MNDO [13], позволяющего корректно учитывать кривизну поверхности и протяженность рассматриваемых систем, и метода теории функционала плотности DFT [14], в котором все электронные свойства системы, включая энергию, могут быть получены из электронной плотности (без знания волновых функций). Рассматриваются их возможности и ограничения.

В третьей главе представлены результаты исследования сенсорных свойств однослойной углеродной нанотрубки, гранично-модифицированной карбоксильной группой -СООН. Расчеты выполнены в рамках модели молекулярного кластера с помощью полуэмпирической схемы MNDO, отдельные результаты получены с помощью метода DFT. Исследован механизм присоединения группы к открытой границе полубесконечной углеродной нанотрубки (6, 0). Доказана возможность функционализации однослойных углеродных нанотрубок карбоксильной группой с целью создания высокочувствительных химически активных зондов на их основе. Представлены результаты исследования механизма взаимодействия углеродной нанотрубки, модифицированной группой -СООН, с атомами и ионами щелочных металлов, исследованы сенсорные свойства зонда, выполненного на основе модифицированной УНТ, в отношении атомов и ионов натрия, калия, лития. Изучен процесс сканирования произвольной поверхности, содержащей подлежащий инициализации атом, и определена активность УНТ с краевой функциональной группой в отношении выбранного элемента.

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию поверхностной активности УНТ в отношении тяжелых органических молекул, а именно, молекул спиртов, входящих в состав спиртосодержащих жидкостей широкого ряда применений. Расчеты сорбционных свойств однослойных нанотубуленов выполнены в рамках модели МК и методов МЖЮ и БРТ. Обсуждаются особенности механизмов внешней адсорбции молекул на поверхности УНТ малого диаметра. Приводятся результаты экспериментального исследования спиртосодержащих жидкостей до и после взаимодействия с УНТ и доказывается сенсорная активность углеродных нанотрубок в отношении органических спиртов, входящих в состав широкого ряда спиртосодержащих жидкостей.

В главе 5 диссертации представлены результаты исследования механизмов взаимодействия однослойных гексагональных борных тубуленов с атомарным водородом, выполненные в рамках моделей ИВ-КЦК и МК, и определение активности полупроводящих борных нанотрубок в отношении выбранного газофазного атома. Исследован процесс присоединения атома водорода к внешней поверхности борной гексагональной нанотрубки как способ создания носителя заряда на её поверхности. Предложены и изучены два механизма миграции одиночного протона вдоль поверхности нанотрубки между двумя стационарными состояниями адсорбированной частицы -прыжковый и эстафетный. Определена подвижность носителя заряда. Доказано, что борные гексагональные нанотрубки не только обнаруживают чувствительность в отношении атомарного водорода, но и демонстрируют возможность миграции протона вдоль поверхности, что позволяет отнести их к классу протонопроводящих материалов, которые могут быть использованы в устройствах электронной техники.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в построении геометрических моделей нанотруб, проведении теоретических

расчетов, выполнении экспериментальных исследований, написании статей. Основные положения диссертации опубликованы в соавторстве с научным руководителем профессором, доктором технических наук Яцышеном В.В. и профессором, доктором физико-математических наук Запороцковой И.В.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на следующих российских и международных конференциях: Международной конференции «Фуллерены и атомные кластеры» («Fullerenes and Atomic Clusters») (2007, 2009, 2011, С.-Петербург); VI Всероссийской конференции молодых учёных «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (2007, Саратов); Международной конференции «Нано-технологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области» (2008, 2009, Волгоград); Европейском симпозиуме по мартенситным превращениям (European Symposium on Martensitic Transformations) (2009, Прага, Чехия); Втором международном форуме по нанотехнологиям (2009, Москва); Всероссийской молодёжной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (2009, Саратов, победитель, 2 место); Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодёжи (2009, Белгород); Международной конференции по наноструктурам самосборки (International Conference on NANO-structures Self-Assembly NanoSEA) (2010, Марсель, Франция); Международной конференции «Нанонаука и нанотехнологии» (Nanoscience & Nanotech-nology) (2010, 2011, 2012, 2013, Фраскати, Италия); Всероссийской конференции студентов-физиков и молодых учёных ВНКСФ-17 (2011, Екатеринбург); XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (2011, Волгоград); Международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова (2012, Ярополец); Пятой Всероссийской конференции с международным участием «Химия поверхности и нанотехнология» (2012, С.-Петербург); Международной конференции «Фундаментальные и прикладные наноэлектромагне-тики» (Fundamental and Applied NanoElectroMagnetics) (2012, Минск, Бела-

русь); Международной конференции «Европейский полимерный конгресс» (European Polymer Congress) (2012, Пиза, Италия); Международной конференции «Перспективные Углеродные Наноструктуры» (Advanced Carbon Nanostructures) (2013, С.-Петербург); Международной конференции «Международный Вакуумный Конгресс» (International Vacuum Congress) (2013, Париж, Франция); X Международной Конференции «Перспективные технологии, приборы и аналитические системы для науки материалов и наномате-риалов» (Advanced technologies equipment and analytical systems for material science and nanomaterials) (2013, Алматы, Республика Казахстан), а также на конференциях и научных семинарах ВолГУ.

Материалы работы использовались при выполнении проектов: 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 ВолГУ (2012), Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, проект «Исследование строения, физико-химических и динамических свойств композитных углеродо- и боросодер-жащих наноматериалов, в том числе биосовместимых полимерных материалов для медицинских нужд» (2012-2013), Государственный научный грант Волгоградской области «Исследование строения и свойств композитных углеродо- и боросодержащих наноматериалов, в том числе биосовместимых полимерных материалов» (2013), Государственный заказ Министерства образования и науки № 3.2067.2011 «Исследование строения, физико-химических и динамических свойств наноструктур» (2012-2014). Соискатель являлся победителем Всероссийского конкурса У.М.Н.И.К. 2011-2012 гг. По результа-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Поликарпова, Наталья Павловна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Dresselhaus, М. S. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes / M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, P. C. Eklund. // Academic Press, Inc. - 1996. - P. 965.

2. Saito, R. Physical properties of carbon nanotubes / R. Saito, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus // Imperial College Press. - 1999. - P. 251.

3. Харрис, П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века / П. Харрис // М.: Техносфера. - 2003. - С. 336.

4. Дьячков, П. Н. Электронные свойства и применение нанотрубок / П. Н. Дьячков //М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2010. - С. 488.

5. Чернозатонский, Л. А. Новые баррелены и тубулены из бора / Л. А. Чер-нозатонский, П.Б. Сорокин, Б.И. Якобсон // 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. 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.

8. 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.

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

10. Маслова, H. С. Сканирующая туннельная микроскопия атомной структуры, электронных свойств и поверхностных реакций / Н. С. Маслова, В. И. Панов // Успехи физических наук. -1989. - Т. 157, № 1. - С. 185-195.

11. Миронов, В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии / В. Л. Миронов. - Нижний Новгород: РАНИФМ, 2004. -110 с.

12. Zhang, Wei-De. Carbon Nanotubes as Active Components for Gas Sensors. / Wei-De Zhang, Wen-Hui Zhang // Journal of Sensors. - 2009, Article ID 160698, 16 pages. - Doi: 10.1155/2009/160698

13. Литинский, А. О. Модель ионно-встроенного ковал ентно-циклического кластера в MNDO-расчетах межмолекулярных взаимодействий в гетерогенных системах / А. О. Литинский, Н. Г. Лебедев, И.

B. Запороцкова // Журнал физической химии. - 1995. - Т.69, №1 —

C.189.

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

15. Запороцкова, 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.

16. Елецкий, А. В. Углеродные нанотрубки // Успехи физических наук. -1997. - Т. 167, № 9. - С. 945-972.

17. Елецкий, А. В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // Успехи физических наук. - 2002. - Т. 172, № 4. - С. 401-438.

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

19. Елецкий, А. В. Электрохимический метод заполнения углеродных нанот-рубок водородом // ПерсТ. - 2004. - Т 11, № 13.

20. Ajayan, P. М. Capillarity-induced filling of carbon nanotube. / P. M. Ajayan, S. Iijima // Nature. - 1993. - V. 361. - P. 333.

21. Zuttel, A. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. - 2002. - V. 27. - P. 203.

22. Smith, B. W., Monthioux M., Luzzi D. E. // Nature. - 1998. - V. 396. - P. 323.

23. Dillon, A. C. et al. //Nature. - 1997. -V. 386. - P. 377.

24. Colomer, J.-F. et al. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. - 1998. - V. 94. - P. 3753.

25. Cinke, M. et al. // Chem. Phys. Lett. - 2003. - V. 376. - P. 761.

26. Adu, C. K.W. et al. // Chem. Phys. Lett. -2001. -V. 337. -P. 31.

27. Ugarte, D. Nanocappilarity and chemical in carbon nanotubes. / D. Ugarte, A. Chatelain, W.A. de Heer // Science. - 1996. - V. 274. - P. 1897.

28. Zaporotskova, I.V. The Research of Mechanism of the Interaction of Fulle-rene and Cycloheximide for the Explanation of Positive Influence C60 to the Processes of Restoration of Spatial Memory. / I.V. Zaporotskova, L.A. Chernozatonskii // Fullerenes, nanotubes, and carbon nanostructures. - 2004. -V. 12. No 1.-PP. 381 -386.

29. Запороцкова, И.В. Исследование механизма положительного влияния фуллерена на процессы восстановления пространственной памяти / И.В. Запороцкова, JI.A. Чернозатонский // Вестник новых медицинских технологий. - 2005. - Т. 12. № 2. - С. 117 - 118.

30. Dujardin, Е. Capillarity and wetting of carbon nanotubes / Dujardin, E., T.W. Ebbesen, H. Hiura, K. Tanigaki // Science. - 1994. - V. 265. - P. 1850.

31. Davis, J. J. Chemical and biochemical sensing with modified single walled carbon nanotubes. / J. J. Davis, K. S. Coleman, B. R. Azamian, С. B. Bag-shaw, M. L. H. Green // Chemistry: AEuropean Journal. - 2003. - Vol. 9, no. 16-P. 3732-3739.

32. Zhao, J. Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles. / J. Zhao, A. Buldum, J. Han, J. P. Lu // Nanotechnology - 2002. - Vol. 13,no. 2.-P. 195-200.

33. Kong. J. Nanotube molecular wires as chemical sensors. / J. Kong, N. R. Franklin, C. Zhou, et al. // Science. - 2000. - Vol. 287, no. 5453. - P. 622625.

34. Zhang, J. Mechanism of N02 detection in carbon nanotube field effect transistor chemical sensors / J. Zhang, A. Boyd, A. Tselev, M. Paranjape, and P.

Barbara // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol. 88, no. 12, Article ID 123112.-3 pages.

35. Helbling, T. Sensing N02 with individual suspended single-walled carbon nanotubes / T. Helbling, R. Pohle, L. Durrer, et al // Sensors and Actuators B, - 2008. - Vol. 132, no. 2. - P. 491-497.

36. Peng, S. Ab initio study of CNT N02 gas sensor / S. Peng, K. Cho, P. Qi, and H. Dai // Chemical Physics Letters, - 2004. - Vol. 387, no. 4-6. - P. 271-276.

37. Novak, J. P. Nerve agent detection using networks of single-walled carbon nanotubes / J. P. Novak, E. S. Snow, E. J. Houser, D. Park, J. L. Stepnowski, R. A. McGill // Applied Physics Letters, - 2003. - Vol. 83, no. 19. - P. 40264028.

38. Peng, N."Gate modulation in carbon nanotube field effect transistors-based NH3 gas sensors // N. Peng, Q. Zhang, Y. C. Lee, O. K. Tan, N. Marzari // Sensors and Actuators B, - 2008. - Vol. 132, no. 1. - P.191-195.

39. Lucci, M. Optimization of a NOxgas sensor based on single walled carbon nanotubes / M. Lucci, A. Reale, A. Di Carlo, et al // Sensors and Actuators B. - 2006. - Vol. 118, no. 1-2.-P. 226-231.

40. Li, J. Carbon nanotube sensors for gas and organic vapor detectio. / J. Li, Y. Lu, Q. Ye, M. Cinke, J. Han, M. Meyyappan // Nano Letters, - 2003. - Vol. 3, no. 7.-P. 929-933.

41. Chen, R. J. Molecular photodesorption from single-walled carbon nanotubes. / R. J. Chen, N. R. Franklin, J. Kong, et al. // Applied Physics Letters, - 2001. - Vol. 79, no. 14. - P. 2258-2260.

42. Quang, N. H. Effect of NH3 gas on the electrical properties of singlewalled carbon nanotube bundles. / N. H. Quang, M. Van Trinh, B.-H. Lee, J.-S. Huh // Sensors and Actuators B. - 2006. - Vol. 113, no. 1. - P. 341-346.

43. Nguyen, H.-Q. Behavior of single-walled carbon nanotube-based gas sensors at various temperatures of treatment and operation. / H.-Q. Nguyen, J.-S. Huh // Sensors and Actuators B, - 2006. - Vol. 117, no. 2. - P. 426-430.

ft

i

44. Varghese, O. K. Gas sensing characteristics of multi-wall carbon nanotubes. / O. K. Varghese, P. D. Kichambre, D. Gong, K. G. Ong, E. C. Dickey, C. A. Grimes // Sensors and Actuators B, - 2001. - Vol. 81, no. 1. - P. 32-41.

45. Nguyen, L.H. Synthesis of multi-walled carbon nanotubes for NH3 gas detection. / L.H. Nguyen, T.V. Phi, P.Q. Phan, H.N. Vu, C. Nguyen-Due, F. Fossard // Physica E. - 2007. - Vol. 37, no. 1-2. - P. 54-57.

46. Sun, G. Electrochemical chlorine sensor with multi-walled carbon nanotubes as electrocatalysts / G. Sun, S. Liu, K. Hua, X. Lv, L. Huang, Y.Wang // Electrochemistry Communications, - 2007. - Vol. 9, no. 9. - P. 2436-2440.

47. Nugent, J. M. Fast electron transfer kinetics on multiwalled carbon nano-tube microbundle electrodes / J. M. Nugent, K. S. V. Santhanam, A. Rubio, P. M. Ajayan //Nano Letters. - 2001. - Vol. 1, no. 2. - P. 87-91.

48. Valentini, L. Highly sensitive and selective sensors based on carbon nanotubes thin films for molecular detection / L. Valentini, C. Cantalini, I. Ar-mentano, J. M. Kenny, L. Lozzi, S. Santucci // Diamond and Related Materials. - 2004. - Vol. 13, no. 4-8. - P. 1301-1305.

49. Hoa, N. D. An ammonia gas sensor based on non-catalytically synthesized carbon nanotubes on an anodic aluminum oxide template / N. D. Hoa, N. Van Quy, Y. Cho, and D. Kim // Sensors and Actuators B, -2007. - Vol. 127, no. 2. - P. 447-454.

50. Hsu, H.-L. The synthesis, characterization of oxidized multi-walled carbon nanotubes, and application to surface acoustic wave quartz crystal gas sensor. / H.-L. Hsu, J.-M. Jehng, Y. Sung, L.-C. Wang, S.-R. Yang // Materials Chemistry and Physics. - 2008. - Vol. 109, no. 1. - P. 148-155.

51. Fu, D. Differentiation of gas molecules using flexible and all-carbon nano-tube devices / D. Fu, H. Lim, Y. Shi, et al. // Journal of Physical Chemistry C. -2008. - Vol. 112, no. 3. - P. 650-653.

52. Tran, T. H. The gas sensing properties of single-walled carbon nanotubes deposited on an aminosilane monolayer / T. H. Tran, J.-W. Lee, K. Lee, Y.

D. Lee, B.-K. Ju I I Sensors and Actuators B. - 2008. - Vol. 129, no. 1. - P. 67-71.

53. Qi, P. Toward large arrays of multiplex fiinctionalized carbon nanotube sensors for highly sensitive and selective molecular detection / P. Qi, O. Vermesh, M. Grecu, et al. // Nano Letters - 2003. - Vol. 3, no. 3, P. 347351.

54. Bekyarova, E. Chemically functionalized single-walled carbon nanotubes as ammonia sensors / E. Bekyarova, M. Davis, T. Burch, et al. // Journal of Physical Chemistry B. - 2004. - Vol. 108, no. 51. - P. 19717-19720.

55. Abraham, J. K. A compact wireless gas sensor using a carbon nano-tube/PMMA thin film chemiresistor / J. K. Abraham, B. Philip, A. Wit-church, V. K. Varadan, and C. C. Reddy // Smart Materials and Structures. -

2004. - Vol. 13, no. 5. P. 1045-1049.

56. Santhanam, K. S. V. A chemical sensor for chloromethanes using a nano-composite of multiwalled carbon nanotubes with poly(3-methylthiophene) / K. S. V. Santhanam, R. Sangoi, L. Fuller // Sensors and Actuators B. -2005. -Vol. 106, no. 2.-P. 766-771.

57. Zhang, B. Preparation and characterization of gas-sensitive composites from multi-walled carbon nanotubes/ polystyrene / B. Zhang, R. W. Fu, M. Q. Zhang, X. M. Dong, P. L.Lan, J. S. Qiu // Sensors and Actuators B. -

2005. - Vol. 109, no. 2. P. 323-328.

58. Ruiz, A. Surface activation by Pt-nanoclusters on titania for gas sensing applications / A. Ruiz, J. Arbiol, A. Cirera, A. Cornet, J. R. Morante // Materials Science and Engineering C. - 2002. - Vol. 19, no. 1-2. - P. 105-109.

59. Kong, J. Functionalized carbon nanotubes for molecular hydrogen sensors / J. Kong, M. G. Chapline, H. J. Dai // Advanced Materials. 2001. - Vol. 13, no. 18. P. 1384-1386.

60. Sayago, I. Novel selective sensors based on carbon nanotube films for hydrogen detection /1. Sayago, E. Terrado, M. Aleixandre, et al. // Sensors and Actuators B. - 2007. - Vol. 122, no. 1. - P. 75-80.

61. Mubeen, S. Palladium nanoparticles decorated single-walled carbon nano-tube hydrogen sensor // S. Mubeen, T. Zhang, B. Yoo, M. A. Deshusses, N. V. Myung // Journal of Physical Chemistry C. - 2007. - Vol. 111, no. 17. - P. 6321-6327.

62. Kumar, M. K. Nanostructured Pt functionlized multiwalled carbon nanotube based hydrogen sensor / M. K. Kumar, S. Ramaprabhu // Journal of Physical Chemistry B. - 2006. - Vol. 110, no. 23. - P. 1291-11298.

63.Kumar, M. K. Palladium dispersed multiwalled carbon nanotube based hydrogen sensor for fuel cell applications / M. K. Kumar, S. Ramaprabhu // International Journal of Hydrogen Energy. - 2007. - Vol. 32, no. 13/ - P. 25182526.

64.Kamarchuk, G. V. I. G. Kolobov, A. V. Khotkevich, et al. New chemical sensors based on point heterocontact between single wall carbon nanotubes and gold wires / G. V. Kamarchuk, I. G. Kolobov, A. V. Khotkevich, et al. // Sensors and Actuators B/ - 2008. - Vol. 134, no. 2. - P. 1022-1026.

65.Star, A. Gas sensor array based on metal-decorated carbon nanotubes / A. Star, V. Joshi, S. Skarupo, D. Thomas, J.-C. P. Gabriel // Journal of Physical Chemistry B/ - 2006. - Vol. 110, no. 42. - P. 21014-21020.

66.Espinosa, E. H. Hybrid metal oxide and multiwall carbon nanotube films for low temperature gas sensing / E. H. Espinosa, R. Ionescu, B. Chambon, et al. // Sensors and Actuators B. - 2007. - Vol. 127, no. 1. - P. 137-142.

67.Chen, Y. The enhanced ethanol sensing properties of multi-walled carbon nanotubes/Sn02 core/shell nanostructures / Y. Chen, C. Zhu, and T.Wang // Nanotechnology. - 2006. - Vol. 17, no. 12. - P. 3012- 3017.

68.Wang, J. An enrichment method to detect low concentration formaldehyde / J. Wang, L. Liu, S.-Y. Cong, J.-Q. Qi, B.-K. Xu. // Sensors and Actuators B . - 2008. - Vol. 134, no. 2. - P. 1010-1015.

69.Bittencourt, C. W03 films modified with functionalised multi-wall carbon nanotubes: morphological, compositional and gas response studies / C. Bit-

tencourt, A. Felten, E. H. Espinosa, et al. I I Sensors and Actuators B. - 2006. -Vol. 115, no. 1.-P. 33-41.

70.B.-Y.Wei, M.-C. Hsu, P.-G. Su, H.-M. Lin, R.-J.Wu, and H.-J. Lai, "A novel Sn02 gas sensor doped with carbon nanotubes operating at room temperature," Sensors and Actuators B, vol. 101, no. 1-2, pp. 81-89,2004.

71.Hoa, N. D. Nanocomposite of SWCNTs and Sn02 fabricated by soldering process for ammonia gas sensor application / N. D. Hoa, N. V. Quy, Y. S. Cho, and D. Kim / Physical Status Solidi A. - 2007. - Vol. 204, no. 6. - P. 1820-1824.

72.Liu, Y.-L. Gas sensing properties of tin dioxide coated onto multiwalled carbon nanotubes / Y.-L. Liu, H.-F. Yang, Y. Yang,Z.-M. Liu, G.-L. Shen, andR.-Q. Yu // Thin Solid Films/ - 2006. - Vol. 497, no. 1-2. P. 355-360.

73 .Van Hieu, N. Highly sensitive thin film v gas sensor operating at room temperature based on Sn02/MWCNTs composite / N. Van Hieu, L.T. B. Thuy, N. D. Chien // Sensors and Actuators B. - 2008. - Vol. 129, no. 2. - P. 888895.

74.S'anchez, M. Multiwalled carbon nanotubes embedded in sol-gel derived Ti02 matrices and their use as room temperature gas sensors / M. S'anchez, R. Guirado, M. E. Rinc' // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2007. - Vol. 18, no. 11.-P. 1131-1136.

75.Van Duy, N. Mixed Sn02/Ti02 included with carbon nanotubes for gas-sensing application / N. Van Duy, N. Van Hieu, P. T. Huy, N. D. Chien, M. Thamilselvan, J. Yi // Physica E. - 2008. - Vol. 41, no. 2. - P 258-263.

76.Kong. J. Nanotube molecular wires as chemical sensors. / J. Kong, N. R. Franklin, C. Zhou, et al. // Science. - 2000. - Vol. 287, no. 5453. - P. 622625.

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

78.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.

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

80.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.

81.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.

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

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

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

85.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.

86.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.

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

88.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.

89. Левин, А. А. Введение в квантовую химию твердого тела / А. А. Левин // М.: Химия. - 1974. - 240 с.

90.Эварестов, Р. А. Квантово-химические методы в теории твердого тела / Р. А. Эварестов // Л.: ЛГУ. - 1982. - 280 с.

91.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.

92.Эварестов, Р. А. Методы теории групп в квантовой химии твердого тела / Р. А. Эварестов, В. А. Смирнов // Л.: ЛГУ. - 1987. - 375 с.

93.Закис, Ю.Р. Модели процессов в широкощелевых твердых телах с дефектами / Ю. Р. Закис и др. // Рига: Зинатне. - 1991. - 382 с.

94.Жидомиров, Г. Д. Кластерное приближение в квантовохимических исследованиях хемсорбции и поверхностных структур / Г. Д. Жидомиров, И. Д. Михейкин // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. М. : ВИНИТИ. - 1984.-С. 161.

95.Алпатова, А. А. ММЮ-расчеты электронно-энергетического строения диоксинов / А. А. Алпатова, И. В. Запороцкова // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии: сб. тр. Всерос. конф. молодых ученых. - Саратов : Изд-во СГУ. - 2001. - С. 269.

96.Литинский, А.О. Электронное строение апротонных и основных центров поверхностей ZnO и 8Ю2 и особенности их взаимодействия с молекулами Н20, ЫН3 / А.О. Литинский и др. // X Всесоюзное совещание по квантовой химии: сб.тр., г. Казань, 8-11 окт. 1991 г. - Казань, 1991.-е. 47.

97.Литинский, А. О. Неэмпирические расчеты электронного строения объемных и поверхностных моделей оксида кремния / А. О. Литинский, И. В. Запороцкова // Вестник ВолГУ. Сер. 1, Математика. Физика. - 1999. - Вып. 4.-С. 79-84.

98.Литинский, А. О. Особенности образования водородных связей молекул типа 1ЮН и КБН с протоноакцепторными центрами поверхности у-оксида алюминия / А. О. Литинский, А. В. Красненок, И. В. Запороцкова //

Вестник ВолГУ. Сер. 1, Математика. Физика. - 1999. - Вып. 4. - С. 95101.

99.Эварестов, Р. А. Методы теории групп в квантовой химии твердого тела / Р. А. Эварестов, В. А. Смирнов // -1987. - Л. : ЛГУ. - 375 с.

ЮО.Модели процессов в широкощелевых твердых телах с дефектами / Ю.Р. Закис и др. // - 1991. - Рига : Зинатне. - 382 с.

101.Захаров, И. П. Последовательный учет кулоновского взаимодействия в квантовохимических расчетах моделей твердого тела / И.П. Захаров, А. О. Литинский, М.З. Балявичус // Теоретическая и экспериментальная химия. -1982. -Т. 18, № 1. - С. 16-24.

102.Смирнов, В. П. Построение специальных точек зоны Бриллюэна методом расширения элементарной ячейки / В. П. Смирнов, Р. А. Эварестов // Вестник Ленинградского университета. — 1980. — № 4. - С. 28-33.

103. Yoshida, Y. Superconducting single crystals of TaC encapsulated in carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. -1994. - Vol. 64. - P. 3048-3050.

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

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

Юб.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.

Ю7.Хартри, Д. Расчеты атомных структур / Д. Хартри // М.: ИЛ, 1960. - С 271.

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

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

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

111. Губанов, В.А. Полуэмпирические методы молекулярных орбиталей в квантовой химии / В.А. Губанов, В.П. Жуков, А.О. Литинский // -

1976. - М.: Наука. - С. 219.

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

113. Vincent, D. Improvement of the transmission/reflection method for dielectric and magnetic measurements on liquids between 0.1 and 20 GHz / D. Vincent et al. // Meas. Sci. Technol. -1994. - Vol. 5. - P. 990-995.

114. Anderson, J. C. Internal ferromagnetic resonance in nickel / J. Anderson, B. Donovan // Proc. Phys. Soc. - 1959. - Vol. 73. - P.593.

115. Espinosa, E. H. Hybrid metal oxide and multiwall carbon nanotube films for low temperature gas sensing / E. H. Espinosa, R. Ionescu, B. Chambon, et al. // Sensors and Actuators B. - 2007. - Vol. 127, no. 1. 2007. - P. 137-142.

116. Wong, S.S. Covalently functionalized nanotubes as nanometer sized probes in chemistry and biology / S.S. Wong, E. Josevlevich, A.T. Wooley, C.L. Cheung, C.M. Lieber//Nature. - 1998. - P. 394, 52.

117. Maklin, J. Nitric oxide gas sensors with functionalized carbon nanotubes / J. Maklin, T. Mustonen, K. Kordas, S. Saukko, G. Toth, J. Vahakangas // Physica Status Solidi B. - 2007. - 244 № 11. _ p. 4298.

118. Запороцкова, И.В., Нанопровода на основе интеркалированных атомами легких и переходных металлов углеродных нанотрубок / И.В.Запороцкова, Е.В. Прокофьева, Н.П. Запороцкова, О.Ю. Прокофьева, С.В. Борознин // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. -2010. - Т. 13, № 4. - С. 87-95.

119.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.

120. Запороцкова, И.В. Компьютерное моделирование взаимодействия тяжёлых органических спиртов с однослойными углеродными нанот-рубками / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Т.А. Ермакова, В.В. Яцышен // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2012.-№ 3(19).-С.137-145.

121.Запороцкова, И.В. Углеродные нанотрубки - новый материал для очистки водно-этанольных смесей от изомеров пропанола / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Д.И. Поликарпов // Журнал общей химии. - 2013. - Т. 83, №. 8, - С. 1372-1377.

122.3апороцкова, И.В. Карбоксилированные углеродные нанотрубки как активные компоненты сенсорных устройств / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Д.Э. Вилькеева, П.А. Запороцков // Нанотехника. - 2013. -№ 1 (33).-С. 46-51.

123.Zaporotskova, I.V. Carbon Nanotubes, New Material for Purification of Water-Ethanol Mixtures from Isomers of Propanol / I.V. Zaporotskova,

N.P. Polikarpova, T.A. Ermakova, D.I. Polikarpov // Russian Journal of General Chemistry. - 2013. - Vol. 83, No. 8. - P. 1601-1606.

124.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.

125.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.

126. Zaporotskova, I.V. Carbon Nanotubes as a New Material for the Purifi- 1

I

cation of Alcohol-Containing liquids / I.V. Zaporotskova, N. P. Poli- j

karpova, T.A. Ermakova, D.I. Polikarpov //Nanoscience and Nanotech-nology Letters. - 2012. - Vol. 4, № 11. - P. 1044-1049.

127. Zaporotskova, I.V. Sensor Activity of Carbon Nanotubes with a Boundary Functional Group / I.V. Zaporotskova, N. P. Polikarpova, D. E. Vil'keeva // Nanoscience and Nanotechnology Letters. - 2013. - Vol. 5, № 11. - P. 11691173.

128. Zaporotskova, I.V. Hydrogénation of boron-carbon nanotubes / I.V.Zaporotskova, S.V. Boroznin, E.V. Boroznina, N. P. Polikarpova //

Nanoscience and Nanotechnology Letters. - 2013. - Vol. 5, №. 11. - P. 1195-1200.

129.3апороцкова, И.В. Получение углеродных нанотруб методом каталитического пиролиза и определение активных катализаторов процесса / И.В. Запороцкова, C.B. Борознин, Н.П. Запороцкова, A.A. Крутояров, Е.В. Прокофьева, М.В. Симунин // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. - 2009-2010. - № 4. - С. 59 - 62.

130.3апороцкова, Н.П. Исследование влияния углеродных нанотруб на процесс очистки спиртосодержащих жидкостей / Н.П. Запороцкова, И.В. Запороцкова, Т.А. Ермакова, Е.В. Перевалова, А.Ю. Степанова C.B. Борознин, A.B. Марутич // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. - 2009-2010. - № 4. - С. 42 - 51.

131.Поликарпова, Н.П. Сорбционная активность углеродных нанотрубок как основа инновационной технологии очистки водно-этанольных смесей / Н.П. Поликарпова, И.В. Запороцкова, Т.А. Ермакова // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. - 2012. - Вып. 6. - С.106-110.

132.Поликарпова, Н.П. Фильтр на основе углеродных нанотрубок для очистки спиртосодержащих жидкостей./ Н.П. Поликарпова, И.В.Запороцкова, Т.А. Ермакова, П.А. Запороцков // Вестник Волго-

градского государственного университета. Серия 10: Инновационная деятельность. - 2012. - Вып. 6. - с. 75-80.

133.Zaporotskova, I.V. About boundary modification of nanotube systems by carboxile group / I.V.Zaporotskova, N. P. Polikarpova, A.V. Shkodin, D.I. Polikarpov, D.E. Vi'lkeeva // Nanoscience & nanotechnology 2013. 14th International Workshop on Nanotechnology, 30 September - 4 October 2013. Frascati National Laboratories INFN. Book of abstract. - Italy, Frascati. - 2013. - p. 52-53.

134.Поликарпова, Н.П. Сенсорная активность углеродных нанотру-бок,модифицированных карбоксильной группой: теоретические исследования / Н.П. Поликарпова, И.В. Запороцкова, Д.Э. Вилькеева, Е.В. Якушко // Материалы X Международной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». 5-7 июня 2013. - Алматы, Республика Казакстан. - 2013. - с. 313-319.

135.3апороцкова, И.В. Особенности краевой модификации нанотрубных систем карбоксильной группой / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, С.В. Борознин, А.В. Шкодин, Д. Э. Вилькеева, Д.И. Поликарпов // Материалы XIX Международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова. 18-22 февраля 2013 г. - Москва. -2013. - Том 1.-е. 38-39.

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

137.Запороцкова, И.В. Исследование сенсорных свойств углеродных нанотрубок / И.В. Запороцкова, Н.П. Полкарпова // Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в

условиях Волгоградской области. Материалы Всероссийской научно-технической конференции, Волгоград, 10-11 декабря. - 2008, - с. 92 -100.

138.3апороцкова, И.В. Исследование сенсорных свойств углеродных нанотрубок с краевой функционализацией / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова // Наноматериалы и нанотехнологии. Научный потенциал Волгоградской области. Информационно - аналитический сборник. Волгоград. - 2008. - с. 137 - 143 139.3апороцкова, И.В. Исследование сенсорных свойств углеродных нанотрубок / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова // Сборник тезисов докладов участников Второго Международного форума по нано-технологиям. 6-8 октября 2009г. - Москва. - 2009. - с. 485-486. НО.Поликарпова, Н.П. / Исследование сенсорных свойств углеродной нанотрубки, модифицированной карбоксильной группой // Н.П. Поликарпова, Д.Э. Вилькеева // Материалы XVIII международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова. Том 1. 13-17 февраля 2012. - Ярополец -2012.-е. 50.

141. Zaporotskova, I.V. Sensor Activity of Carbon nanotubes / I.V.

rotskova, N.P. Polikarpova, P.A. Zaporotskov, D.E. Vil'keeva //

th

cience & nanotechnology 2012. 13 International Workshop on technology, 1-4 October 2012. Frascati National Laboratories Book of abstract. - Italy, Frascati. - 2012, - p.l 09-110

142.Zaporotskova, I.V. Sensor activity of carbon nanotubes with modification of carboxyl group / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, D.E. Vil'keeva,

P.A. Zaporotskov // International Conference Advanced carbon Nano-structures ACNS'2013. July 01-05,2013. - Book of Abstracts. St. Petersburg, Russia. - 2013. - p. 122.

143. Zaporotskova, I.V. Sensor activity of carbon nanotubes with boundary modification. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, D. E. Vil'keeva, P.A.

Zapo-Nanos-Nano-INFN.

Zaporotskov // IVC-19/ICN+T 2013 and partner conferences. September 9-13, 2013. - Paris. France. -2013 . - NST-P2-01.

144.Поликарпова, Н.П. Квантово-химические исследования сорбционной активности углеродных нанотруб в отношении молекул органических спиртов / Н.П. Поликарпова, Т.А. Ермакова // Семнадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых

учёных ВНКСФ-17. 25 марта-1 апреля 2011. Материалы конференции. - Екатеринбург. - 2011. - с. 584-585.

145.Zaporotskova, I.V. Investigation of carbon nanotube activity to heavy organic molecules / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, T.A. Ermakova // Fullerenes and Atomic clusters. Abstracts of invited lectures & contributed papers, July 4 - July 8, 2011. - St.-Peterburg. - 2011. - p. 157.

146.Zaporotskova, I.V. Active properties of nanotubular carbon structures with respect to heavy organic molecules. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova , T.A. Ermakova, D.I. Polikarpov // Nanoscience & nanotechnology 2011. Frascati National Laboratories INFN. Frascati, 19-24 September 2011. Book of abstract. - Italy, Frascati. - 2011. - p. 101.

147.3апороцкова, И.В. Использование углеродного наноматериала для очистки спиртосодержащих жидкостей. / Запороцкова И.В, Поликарпова Н.П., Ермакова Т.А. // XIX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Том 2: Химия и технология материалов включая наноматериалы. 25- 30 сентября 2011. - Волгоград. - 2011. - с. 293.

148.3апороцкова, И.В. Использование углеродных нанотрубок как материала для очистки спиртосодержащих жидкостей / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Д.И. Поликарпов // Химия поверхности и нанотех-нология. Труды пятой Всероссийской конференции (с международным участием), 24-30 сентября 2012. - С.-Петербург, Хилово. - 2012.-с. 144-145.

149. Zaporotskova, I.V. Carbon nanotubes as a new material for the purification of alohol-containing liquids. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova,

D.I. Polikarpov, T.A. Ermakova // Fundamental and applied NanoElectro-Magnetics, FANEM'12. Coference proceedings, 22-25 may 2012. - Belarus, Minsk. - 2012. - P. 45.

150. Запороцкова, И.В. Углеродные нанотрубки - новый материал для очистки водно-этанольных смесей / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Д.И. Поликарпов // The proceeding of X International Conference "Advanced technologies, equipment and analytical systems for material science and nanomaterials". Almaty, republic of Kazakhstan. June 5-7 2013. - Материалы X Международной конференции «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов», 5-7 июня 2013. Алматы, Республика Казак-стан. - 2013. - с. 322-328.

151. Zaporotskova, I.V. MNDO-based investigation of capillary effect during penetration of elementary hydrogen into single-wall carbon nanotubes. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, E.V. Prokofyeva // Fullerenes and Atomic clusters. Abstracts of invited lectures & contributed papers. July 1 - July 6 2007. - St.-Peterburg. - 2007. - p. 68.

152. Запороцкова, И.В. MNDO-исследование капиллярного эффекта при внедрении молекулярного водорода в однослойные углеродные нанотрубки / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Е.В. Прокофьева // VI Всероссийская конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», СГУ, Саратов. -2007. -с.352-353.

153.Zaporotskova, I.V. The adsorption properties of boron nanotubes. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, E.V. Perevalova // Fullerenes and Atomic clusters. Abstracts of invited lectures & contributed papers. July 6 - July 10 2009. - St.-Peterburg. - 2009. - p. 106.

154.Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes and their properties: semiempirical investigation. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, E.V. Perevalova // The

8th European Symposium on Martensitic Transformation.Program and Abstract book. September 7-11, 2009. - Prague, Czech republic. -2009. - p. 68.

155. Zaporotskova, I.V. Boron nanotubes: structure and properties / I.V. Zapo-rotskova, N.P. Polikarpova, E.V. Perevalova // Nanoscience & nanotechnol-ogy 2010. Frascati National Laboratories INFN. 20 - 23 September 2010. Book of abstract. - Italy, Frascati. - 2010 - p.70 - 72.

156. Поликарпова, Н.П. Технология получения композитных материалов на основе углеродных нанотруб. / Н.П. Поликарпова, С.В. Борознин, Е.В. Прокофьева, А.А. Крутояров // Сборник материалов Всероссийской молодежной выставки-конкурса прикладных исследований, изобретений и инноваций. 27-28 октября 2009. - Саратов. -2009, - с. 104.

157.3апороцкова, И.В. Технология получения интеркалированных металло-фазных нанотубулярных композитов методом каталитического пиролиза. / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, Е.В. Прокофьева, С.В. Борознин // Всерос. конф. с элементами научной школы для молодежи: сб. тр., 16-20 ноября 2009. - Белгород. -2009. - С. 11-12.

158. Запороцкова, И.В. Получение углеродных нанотруб методом каталитического пиролиза и определение активных катализаторов процесса / И.В. Запороцкова, Н.П. Поликарпова, С.В. Борознин, А.А. Крутояров, Е.В. Прокофьева // Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области. Материалы Всероссийской научно-технической конференции, 17-18 декабря 2009. - Волгоград. - 2009. - с. 207 - 212.

159.Zaporotskova, I.V/ The polymers filled with carbon nanotubes as new materials in stomatology. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, L.E. Elbakyan // European Polymer Congress (EPF 2013), 16 - 21 June 2013. Book of Abstracts. - Pisa (Italy). - 2013. - P3-31.

160.Zaporotskova, I.V. Structure and characteristics of pyrolyzed polyacryloni-trile with vacancies. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, O.A. Davletova,

P.A. Zaporotskov. // European Polymer Congress (EPF 2013), 16-21 June 2013. Book of Abstracts. - Pisa (Italy). - 2013. - P7-98.

161. Zaporotskova, I.V. About boundary functionalization of boron nitride na-notube by CN- and NH2-group. / I.V. Zaporotskova, N.P. Polikarpova, A.V. Shkodin // Nanoscience & nanotechnology 2013. 14th International Workshop on Nanotechnology, 30 September - 4 October 2013. Frascati National Laboratories INFN. - Italy, Frascati. - 2013. - p.97-98.

162.Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Китель // - М.: Наука.-1978.-79 С.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор считает приятным долгом выразить благодарность своему научному руководителю доктору технических наук, профессору Яцышену Валерию Васильевичу за большое внимание и интерес к работе диссертанта, необходимые консультации и огромное человеческое участие.

Хочется также выразить искреннюю благодарность своей семье и коллективу кафедры СЭФМ Волгоградского государственного университета за помощь и моральную поддержку.