Синтез, строение и свойства элемент (Ti, Fe) - органических наноструктур на неорганических матрицах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.21, кандидат наук Морозов, Павел Евгеньевич

• Морозов, Павел Евгеньевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Морозов, Павел Евгеньевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Классификация наноструктур и наноматериалов

1.2 Естественный порядок и возможности искусственного «сверхупорядочения» в твердом теле

1.3 Особенности структурирования на наноуровне

1.4 Химия поверхности кремнезема

1.5 Химия поверхности кремния

1.6 Титан, химия поверхности титана

1.7 Методы направленного газофазного синтеза. Поверхностные химические реакции

1.8 Магнитные свойства материалов и магнитных соединений

1.9 Возможность существования ферромагнетизма в двумерной решетке

1.10 Органические и молекулярные ферромагнетики

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные вещества и материалы

2.2 Подготовка кремнезёмной подложки к синтезу

2.3 Подготовка подложек кремния к синтезу. Изучение поверхности кремния методом АСМ на разных этапах стандартизации поверхности

2.4 Подготовка подложек наноструктурированного титана к синтезу. Изготовление подложек, изучение строения и механических свойств подложек из наноструктурированного титана

2.5 Методика синтеза на поверхности дисперсных (кремнезём) и массивных (кремний, титан) подложек элемент- (Т^ Fe) пропаргиловых наноструктур и нанослоёв на их основе

2.6 Методика синтеза магнитных композитных материалов на кремнеземной матрице

2.7 Методика синтеза на поверхности наноструктурированного титана титан-пропаргиловых наноструктур и нанослоёв на их основе

2.8 Методика синтеза на кремнии нанокластеров металлического железа, полученных восстановлением синтезированных железо-органических наноструктур

2.9 ИК-спектроскопия

2.10 Анализ на общее содержание ионов железа

2.11 NEXAFS Методика измерения спектров поглощения атомов железа в области Fe2p3/2 порога ионизации (~710 эВ)

2.12 ЭСХА — электронная спектроскопия для химического анализа

2.13 Метод сканирующей электронной микроскопии

2.14 Атомно-силовая микроскопия

2.15 Ядерная гаммарезонансная спектроскопия

2.16 Исследование магнитных свойств

2.17 Проведение исследовательских испытаний in vitro экспериментальных образцов наноструктурированного титана с титанорганическими наноструктурами на поверхности

ГЛАВА 3 СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗО-ПРОПАРГИЛОВЫХ СТРУКТУР, МАГНИТНЫХ КОМПОЗИТОВ И МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

3.1 Получение на поверхности кремнезёма железо-пропаргиловых наноструктур и нанослоёв на их основе, изучение их строения и магнитных свойств

3.1.1 Получение монослоев железо-пропаргиловых групп на поверхности кремнезема

3.1.2 Исследование методом Фурье ИК-спектроскопии железо-пропаргиловых наноструктур закрепленных на поверхности кремнезема

3.1.3 Изучение методом ЯГР (Мёссбауэровской спектроскопии) железо-органических структур закрепленных на поверхности кремнезема

3.1.4 Изучение магнитных свойств железо-органических структур закрепленных на поверхности кремнезема и магнитных наноструктурированных материалов на полученных основе этих структур

3.1.4.1 Изучение магнитных свойств железо-органических структур закрепленных на поверхности кремнезема

3.1.4.2 Изучение магнитных свойств наноструктурированных материалов на основе железо-органических и железо-кислородных структур на поверхности кремнезема

3.1.4.3 Изучение магнитных свойств наноструктурированных материалов на основе металлического железа полученных на поверхности кремнезема

3.2 Получение железо-пропаргиловых наноструктур и наноструктурированных материалов на основе металлического железа на поверхности монокристаллического кремния, изучение их

строения и магнитных свойств

3.2.1 Получение монослоев железо-пропаргиловых групп на поверхности кремния

3.3.2 Получение металлических кластеров (Fe0/ Si) на поверхности кремния

3.3.3 Изучение железо-органических структур закрепленных на поверхности кремния методом ЯГР (Мёссбауэровской спектроскопии)

3.3.4 Изучение железо-органических структур закрепленных на поверхности кремния методом NEXAFS

3.3.5 Изучение железо-органических структур на закрепленных на поверхности кремния методом атомно-силовой микроскопии (АСМ)

3.3.6 Изучение строения методом АСМ магнитного материала (Fe0/Si) созданного на основе восстановленных железо-пропаргиловых наноструктур на поверхности кремния

3.3.7 Изучение магнитных свойств магнитного материала созданного на основе восстановленных железо-пропаргиловых наноструктур на поверхности кремния

ГЛАВА 4 СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ТИТАН-ОРГАНИЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА

4.1 Синтез титан-органических структур на поверхности титана

4.2 Изучение строения титан-органических наноструктур закрепленных на полированной поверхности наноструктурированного титана методом ЭСХА

4.3 Изучение методами СЭМ строения титан-органических наноструктур закрепленных на поверхности титана

4.4 Изучение строения методами АСМ титан-органических наноструктур закрепленных на поверхности титана

4.5 Общий анализ результатов исследования методом АСМ Сводный анализ АСМ и СЭМ

4.6 Изучение возможности применения титан-пропаргиловых покрытий для создания биомидицинских имплантов нового поколения

4.7 Проведения исследовательских испытаний in vitro экспериментальных образцов НМТ с титанорганическими наноструктурами щеточного типа на поверхности

5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

6 ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез, строение и свойства элемент (Ti, Fe) - органических наноструктур на неорганических матрицах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Создание твердых веществ и материалов с заданными свойствами - одна из центральных задач химической науки, в том числе химии твердого тела. Актуальной задачей остается разработка научных основ синтеза наноразмерных структур и покрытий. Для синтеза оксидных наноструктур и нанослоёв обычно используются методы прецизионного синтеза и, в частности, метод химической сборки (ХС). Метод химической сборки (ХС) и его разновидности - метод молекулярного наслаивания (МН), метод атомно-слоевой эпитаксии (АСЭ или АLE), метод атомно-слоевого осаждения (АLD), основанный на принципах метода молекулярного наслаивания - явились результатом поиска принципиально новых методов синтеза ультратонких слоев. Эти методы основаны на образовании поверхностных химических соединений при хемосорбции компонентов из газовой фазы и являются новыми так называемыми циклично-дискретными процессами. Благодаря возможности реализовать практически монослойную хемосорбцию компонентов, формирование кристаллических структур происходит по слоевому механизму, то есть без образования трехмерных зародышей. Это позволяет получать сплошные пленки при толщинах в несколько монослоев вещества (менее 1 нм).

К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал по химической сборке различных наноструктур, в основном оксидных, на дисперсных и массивных материалах на основе химических реакций поликонденсации низкомолекулярного реагента с функциональными группами поверхности (метод молекулярного наслаивания).

К началу выполнения настоящей работы практически отсутствовали сведения о синтезе, структуре и функциональных свойствах пленочных структур на основе элемент-органических наноструктур на поверхности дисперсных и массивных матриц, синтезированных методом молекулярного наслаивания. Следует отметить, что при изучении нанослоев на плоской подложке (кремний, металл) важно обращать внимание на получение определенной шероховатости

поверхности в нанодиапазоне, поскольку направленное регулирование шероховатости (высоты наноструктур) поверхности может привести к улучшению функциональных (оптических, сенсорных, биомедицинских и др.) свойств наноструктурированных материалов. Задача установления химических и физических параметров, управляющих свойствами искусственно упорядоченных твердых тел различной степени сложности, и материалов на их основе составляет одно из важнейших направлений современных исследований.

Объектом настоящего исследования являлись железо-пропаргиловые и титан-пропаргиловые наноструктуры на поверхности дисперсных (силикагель) и массивных (кремний, титан) подложек, синтезированные методом химической сборки и, в частности, методом молекулярного наслаивания.

Данная работа выполнена в соответствии с планом работы по НИР "Разработка научно-технологических основ получения композиционного наноматериала на основе наноструктурированной матрицы титана и поверхностного биоактивного нанопокрытия для повышения механических и биомедицинских свойств имплантатов" в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы", контракт № 14.604.21.0084 (2014-2016) (уникальный идентификационный номер RFMEFI 60414X0084) и гранта РФФИ № 09-03-12165-офи_м (2009 -2010) "Разработка научных основ получения нового класса наноструктурированных магнитных материалов методом химической сборки на основе формирования на матрицах пространственно-упорядоченных массивов магнитных наночастиц металлов с контролируемыми размерами".

Целью настоящей работы является получение железо-пропаргиловых и титан-пропаргиловых групп и нанослоёв на их основе на поверхности дисперсных и массивных подложек, изучение особенностей протекания химических реакций между хлоридами металлов и привитыми к неорганической матрице группами пропаргилового спирта при синтезе методом химической сборки, а также изучение

строения получаемых материалов, их магнитных (для железо-пропаргиловых структур) и биомедицинских свойств (для титан-пропаргиловых структур). В рамках исследований решались следующие задачи:

1. Изучение особенностей протекания химических реакций между хлоридами металлов и привитыми к неорганической матрице группами пропаргилового спирта при синтезе методом химической сборки и обоснование выбора метода синтеза железо-пропаргиловых и титан-пропаргиловых групп и нанослоёв на их основе на поверхности дисперсных и массивных подложек.

2. Определение условий получения железо-пропаргиловых и титан-пропаргиловых групп и нанослоёв на их основе на поверхности дисперсных и массивных подложек при синтезе методом химической сборки,

3. Определение состава и структуры синтезированных наноструктур и нанослоёв на их основе, определение шероховатости поверхности.

4. Разработка способа получения магнитных наноструктур на основе металлического железа, полученных восстановлением синтезированных железоорганических наноструктур (число циклов обработки п=20) на поверхности кремния с воспроизводимыми параметрами.

5. Определение влияния химического состава и толщины титанорганического покрытия на титане на увеличение биосовместимости материала с нанопокрытием.

Научная новизна работы может быть сформулирована в виде следующих положений, в частности, в работе впервые:

1. Исследованы особенности химических превращений на поверхности дисперсного кремнезема и массивных подложек (титан, кремний), привитых поверхностных групп пропаргилового спирта с парами галогенидов железа и титана. Методами аналитической химии, ЯГР-спектроскопии, ИК-спектроскопии, NEXAFS, ЭСХА, АСМ, СЭМ изучены строение и состав полученных продуктов.

2. Методами АСМ и СЭМ продемонстрирована возможность направленного регулирования на нано уровне шероховатости поверхности кремния и титана после

нанесения на поверхность методом ХС металл-органических наноструктур различной высоты (от 2,5 до 250 нм), приводящего к изменению характерных особенностей поверхности (топографии поверхности) подложки.

3. Разработан способ получения на кремнии магнитных наноструктур на основе металлического железа [Те°]^, полученных восстановлением синтезированных железо-органических наноструктур (число циклов обработки п=20) на поверхности кремния с перспективными параметрами — размеры нанокластеров |Те°]: средняя высота кластеров ~3нм, ширина ~ 10нм, плотность порядка 109-1010 см2 , площадь участков однородного распределения >1 мкм2.

4. Установлено, что в процессе синтеза методом химической сборки на поверхности титана титан-(Рг) наноструктур после 10 циклов обработки поверхности титана низкомолекулярными соединениями, на образующемся нанослое начинают формироваться куполобразные структуры, достигающие после 20 циклов обработки поверхности 220 нм в высоту.

5. Экспериментально установлено, что для синтезированных на кремнеземе Fe-Pr наноструктур в диапазоне температур от 70 до 293 К наблюдается значительная зависимость %уд от величины магнитного поля. Эти данные показывают, что в работе впервые установлено наличие нескомпенсированного антиферромагнетизма при нанесении железоорганических групп на поверхность кремнезёма при комнатной температуре.

6. Установлено, что синтезированные наноструктурированные материалы на основе железо-органических и железо-кислородных структур на поверхности кремнезема проявляют ферромагнитные свойства. Наиболее высокую коэрцитивную силу, достигающую 3640 эрстед, проявляет образец с 2 монослоями железо-кислородных групп, привитых на два монослоя Fe-Pr групп.

7. Установлено, что образцы кремния, содержащие на поверхности металлические кластеры |Ге°] со средней высотой кластеров ~3нм и их шириной ~ 10нм, полученные после восстановления водородом нанесенных на поверхности кремния

железо-органических наноструктур (Т=700 0С, 30 мин, число циклов обработки n=20), обладают высоким значением намагниченности (61 А/м), характерным для ферромагнитного вещества.

8. На основе метода химической сборки разработана методика синтеза на поверхности титана наноструктурированных покрытий воспроизводимого состава и строения, получаемых на основе титан-пропаргиловых наноструктур. Обнаружено биоактивное влияние полученных нанструктурированных покрытий и созданного нанорельефа поверхности на молодые остеобразующие клетки костной ткани (остеобласты), что значительно увеличивает скорость приживления титанового имплантата и клеток костной ткани и открывает новые возможности использования таких наноструктур в области медицины для создания имплантов нового поколения.

Практическая важность работы определяется тем, что в результате исследований:

— показана эффективность применения метода химической сборки для направленного регулирования на нано уровне шероховатости поверхности кремния и титана посредством нанесения на поверхность методом ХС металл-органических наноструктур различной высоты (от 2,5 до 250 нм), приводящее к изменению топографии поверхности подложки и значительному улучшению магнитных и биомедицинских свойств;

— разработана методика синтеза методом химической сборки металлических кластеров [Fe0] воспроизводимого состава и строения на поверхности кремния, получаемых на основе железо-пропаргиловых наноструктур. Установлено, что полученные образцы обладают ферромагнитными свойствами и характеризуются величиной намагниченности — 61 А/м. Это открывает новые возможности для использования таких структур в области разработки и создания магнитных материалов для хранения информации.

— на основе метода химической сборки разработана методика синтеза магнитных композитных материалов на кремнеземе, созданных на основе слоя железо-

пропаргиловых наноструктур разной толщины и нанесенных поверх них слоев железо-кислородных групп. Установлено, что наиболее высокую коэрцитивную силу, достигающую 3640 эрстед, проявляет образец с двумя монослоями Fe+3-О групп.

— на основе метода химической сборки разработана методика синтеза наноструктурированных покрытий воспроизводимого состава и строения, получаемых на поверхности титана на основе титан-пропаргиловых наноструктур. Обнаружено биоактивное влияние полученных наноструктурированных покрытий и нанорельефа их поверхности на молодые остеобразующие клетки костной ткани (остеобласты), что значительно увеличивает скорость приживления титанового имплантата и клеток костной ткани и открывает новые возможности использования таких наноструктур в области медицины для создания имплантов нового поколения.

Достоверность результатов работы при определении состава, структуры и свойств материалов обеспечена использованием комплекса взаимодополняющих методов. Информация о размере наноструктур, полученная из уширений линий рентгеновской дифракции, подтверждена исследованием материалов методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, а также атомно-силовой микросконии. Достоверность информации при исследовании магнитных и биомедицинских свойств каждого из изучаемых образцов обеспечивалась за счет проведения исследований не менее чем на 5 идентичных образцах. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности химических превращений на поверхности дисперсного кремнезема и массивных подложек (титан, кремний) при взаимодействии привитых поверхностных групп пропаргилового спирта с парами галогенидов железа и титана.

2. Методика воспроизводимого синтеза элемент(Т^ Fe)-органических наноструктур воспроизводимого состава и строения, синтезируемых методом химической сборки на поверхности твердого тела.

3. Результаты изучения магнитных свойств образцов, содержащих на поверхности кремния металлические кластеры |Ге°] со средней высотой кластеров ~ 3 нм, а их шириной ~ 10 нм, показывающие, что при высокой дисперсности металлических кластеров |Ге°] образцы обладают высоким значением намагниченности (61 А/м), характерным для ферромагнитного вещества.

4. Результаты исследования биоактивных свойств титан-органических наноструктур, синтезированных на поверхности твердого тела, показывающие биоактивное влияние полученных наноструктурированных покрытий и нанорельефа их поверхности на молодые остеобразующие клетки костной ткани (остеобласты). А именно, значительное увеличение скорости приживления титанового имплантата и клеток костной ткани, открывающее новые возможности использования таких наноструктур в области медицины для создания имплантатов нового поколения.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на 9 конференциях: XIII Российско-Китайский Симпозиум "Новые материалы и технологии" 21 - 25 сентября 2015 г., г. Казань, Россия, стр. 750-754; VIII Международной конференция по химии твёрдого тела (Братислава 2008); Московском международном симпозиуме по магнетизму (Москва, 2008); XIV съезде международного гуминового общества (Москва - Санкт-Петербург, 2008); XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007); E-MRS (Страсбург, 2007); ICAS (Москва, 2006); конференции - семинаре «Новые материалы и технологии» (Киев, 2006); на Международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2006, 2007, 2008".

Личный вклад соискателя. Основная часть работы выполнена автором лично. Вклад соискателя заключается постановке и проведении экспериментальных исследований в рамках поставленных задач, в обработке данных, обсуждении результатов исследований выполненных с привлечением методов аналитической химии, ЯГР-спектроскопии, ИК-спектроскопии, NEXAFS, ЭСХА, АСМ, СЭМ, подготовке публикаций и последующем обобщении полученной информации.

Публикации по теме работы. Результаты работы изложены в 10 статьях в рецензируемых научных журналах, а также тезисах 12 докладов на конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка литературы (126 наименований). Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 110 рисунков и 27 таблиц.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1 Классификация наноструктур и наноматериалов

С развитием направлений науки и техники, связанных с малоразмерными структурами, возникла необходимость классификации таких структур, что связано, прежде всего, с уникальными свойствами ряда малоразмерных объектов. Для классификации объектов с низкой размерностью было введено понятие наноразмерных объектов, т.е. объектов размером от 0,1 до 100 нм (1-1000 А) [1] в одном, двух или трех измерениях. Соответственно, материалы, содержащие наноразмерные объекты или полностью состоящие из нанообъектов, принято называть наноматериалами. Подобные материалы и нанообъекты принято подразделять на типы в зависимости от размеров структурных единиц по трем координатным осям: одномерные (Ш), двумерные (2D) и трехмерные (3D) [2].

У

rL

Рисунок 1.1 — Форма элементов твердого тела в зависимости от их размеров по трем

координатным осям.

Как видно из рисунка 1.1 при значительном уменьшении размера тела кубической формы в одном измерении получается пленка, при уменьшении в двух измерениях получаются нити (усы, whiskers), а уменьшение размеров по трем измерениям (осям х, у, z) приводит к образованию более мелких частиц, иногда

классифицируемых как нульмерные. Тогда наночастица - это трехмерный объект, нанослой (нанопленка) - это двумерный объект, а наноус (нановорс, нановискер) -это одномерный объект.

В качестве примера трехмерного наноструктурированного материала можно привести компактный или консолидированный не пористый поликристалл, состоящий из зерен нанометрового размера.

К двумерным наноматериалам относятся пленки нанометровой толщины и материалы, содержащие такие пленки. Идеальным примером такого типа материалов служит графен. Как известно, графен, рисунок 1.2, представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода и образован слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp2-гибридизации и соединённых посредством о- и п-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Получают графен механическим отщеплением слоёв высокоориентированного пиролитического графита [3, 4]. С 2010 года стал доступным метод химического осаждения из газовой фазы, что позволило синтезировать графен в промышленных масштабах [5]. В 2016 году в работе [6] предложен метод синтеза, позволяющий увеличить скорость роста графена на медной подложке с 0,4 до 60 мкм/ч (в 150 раз), что несомненно позволит расширить применение данного материала в промышленнности. Кроме того, к подобным наноструктурам можно отнести недавно синтезированный борофен [7, 8]

• *

о

• С А'

р ♦-•

• • * •

Жёлтым цветом показана элементарная ячейка, красным и зелёным - узлы различных подрешёток. el и e2 — векторы трансляций Рисунок 1.2 - Изображение гексагональной решётки графена.

К одномерным наноматериалам относят материалы, содержащие нановолокна, наноусы, нановорс, нанотрубки и др. с длиной одномерных объектов до десятков микрометров.

Помимо рассмотренных объектов, в ряде работ встречается термин «нульмерный объект». Нульмерным объектом принято называть частицы, все три размера которых лежат в нанометровом диапазоне, кроме того частицы должны быть изолированы друг от друга. Т.е. нульмерные материалы представляют собой нанокластерные материалы или дисперсии, состоящие из изолированных друг от друга наночастиц.

Рассмотрим так же еще один очень важный параметр для наносистем — дисперсность. Под дисперсностью обычно понимают характеристику размеров частиц системы. Дисперсность обратно пропорциональна среднему диаметру частиц и определяется удельной поверхностью, т. е. отношением общей поверхности частиц к единице объёма (или иногда массы) дисперсной фазы [9]. Для оценки же дисперсности наноразмерных частиц и систем дополнительно используется другая характеристика:

D=Ns/N

т.е. отношение поверхностных атомов (№) к их общему числу в частице При размерах частиц порядка 1 нм величина Dмакс=1, т.е. практически все атомы являются поверхностными.

При такой оценке дисперности наносистем появляется возмозможность оценки энергии системы, кристаллического строения её составных элементов, которое значительно отличается от классических микронных объектов такого же состава. Например в работе [2] показана термодинамическая стабильность кластеров содержащих всего 13-14 атомов. Классификация твердых веществ по размерам представлена на рисунке 1.3.

г

ж

ж

ж

-г -1

о

I — атомно-молекулярные, и субатомные системы, II — кластеры, III — ультрадисперсные (нано)частицы, IV — макроскопические фазы, нановорс.

Рисунок 1.3 — Классификация объектов по размерам частиц (г, нм) [2]

1.2. Естественный порядок и возможности искусственного «сверхупорядочения» в твердом теле

Не смотря на успехи последних десятилетий в области изучения строения сконденсированного вещества, [10-12] до сих пор остро стоит вопрос создания единой теории, описывающей и предсказывающей строение и свойства вещества. Особо остро выделяется проблема изучения химического аспекта строения твердых веществ, поскольку на данном направлении, несмотря на существование достаточного количества теорий строения, отсутствуют единый подход к формированию единой теории строения, а соответственно и методы обобщения и обработки экспериментальных данных. Такая ситуация, естественно, привлекает большое количество исследователей, как теоретиков, так и практиков, стремящихся к созданию теории, способной охватить все свойства реального химического вещества и способной их предсказать.

Наиболее полно в данном аспекте изучены свойства простых веществ и соединений, особенно это касается поведения одиночных молекул, когда отсутствует влияние молекул изучаемого вещества друг на друга, что может наблюдаться в случае сконденсированного состояния вещества. Переход к сконденсированному состоянию сильно изменяет поведение вещества и, как можно видеть из работ [13-15], для данного состояния вещества характерны свои физические законы, резко отличающие поведение реальных низкоупорядоченных аморфных веществ, от свойств одиночных молекул и идеальных кристаллов. Такие особенности поведения связаны с низкой упорядоченностью строения аморфных тел

по сравнению с кристаллическим состоянием вещества, а соответственно и более высокими энтропией и внутренней энергией. Поведение таких низкоупорядоченных неустойчивых равновесных систем сложно предсказуемо и может обладать целым рядом особенностей по сравнению с устойчивыми системами типа кристаллов, но благодаря этому, такие системы зачастую обладают качественно новыми физическими эффектами, например, такие вещества могут быть способны к самоорганизации и самопроизвольному зарождению порядка в определенных условиях, например, галлуазит [16]. Исследованием и описанием процессов самоорганизации занимается область науки синергетика, изучающая системы, способные резко изменять свои характеристики подвергаясь внешнему воздействию, причем величина отклика может быть не пропорциональна величине воздействия.

Такое состояние вещества принято называть метастабильным, оно характеризуется как отсутствием истинной внутренней устойчивости (т.е. высокой внутренней энергией и энтропией), так и высокой реакционной способностью, в случае взаимодействия с окружающей средой. В природе такие метастабильные состояния реализуются наравне со стабильными. Ранее считалось, что такое поведение характерно только для биологических систем, самостоятельно определяющих уровень и тип взаимодействия с окружающей средой, тем самым определяя величину отлика, а соответственно и поток энтропии. Однако Пригожиным в своей работе [17] показано, что открытая неравновесная система способна к самоорганизации — образованию упорядоченных структур, получивших название диссипативных. Примеры такой самоорганизации небиологических систем приводятся в работе [18], где показано, что для небиологических систем характер взаимодействия системы со средой может быть задан экспериментатором.

Рассмотрим случай естественного упорядочения в твердом теле. Для рассмотрения упорядоченности любой системы необходимо ввести понятие структуры, под которым обычно понимают внутреннее устройство, пространственное строение чего-либо, совокупность связей между частями объекта,

т.е. определенное расположение, конфигурацию составных частиц (атомов, молекул, ионов). Таким образом, упорядоченность вещества может быть показана через его структуру, когда частицы организованы в строго определенные конфигурации, т.е. можно сказать, что понятие структура равнозначно понятию упорядоченности.

Ранее, на волне исследования кристаллического строения вещества, у некоторых исследователей ошибочно возникло мнение, что твердое тело может быть только кристаллическим. Обуславливалось это мнение тем, что только кристаллы имеют точку фазового перехода и находятся в термодинамически равновесном устойчивом состоянии, однако при этом упускалось из вида, что термодинамическое равновесие не определяет ни устойчивости данной системы, ни принадлежности к тому или иному агрегатному состоянию. Так, исследования последних десятилетий показали возможность существования веществ, не поддающихся кристаллизации, но являющихся полностью стабильными (например, янтарь). Столь продолжительное существование таких веществ обусловлено, скорее всего, наличием потенциальных барьеров, препятствующих переходу вещества из одного состояния в другое. Так, при достаточной высоте барьера вероятность фазового перехода для вещества становится меньше вероятности его разрушения. Таким образом, можно предположить, что основным признаком твердого вещества будет являться не кристаллическое строение, а наличие определенной структуры — непрерывной цепи межатомных и межмолекулярных связей, создающих в объеме вещества цепи, сеть или каркас. Такого типа структуры и связи можно объединить под единым термином остов, мерностью и строением которого будут определяться свойства, строение и тип вещества. Следовательно, кристаллизация — это не единственный путь отвердевания вещества. В связи с этим, уже достаточно давно был поднят вопрос о необходимости изучения других способов организации вещества, отличных от кристаллизации. Особенно таких процессов, которые базируются на естественных процессах молекулярно-атомарного упорядочения, протекающих в равновесных условиях, т.е. так называемый процесс самоорганизации вещества. Так, если

управлять процессом на атомно-молекулярном уровне, на определенном уровне самоорганизации вещества возможно появление структур с более сложной иерархией организации строения остова, чем продукты естественных процессов самоупорядочения вещества с аналогичным химическим строением и равной степенью многоатомности. Это позволяет говорить о такой классификации вещества, где атомы и монокристаллы находятся на более низких ступенях самоорганизации.

Таким образом, можно говорить о процессах контролируемой самоорганизации вещества в твердом теле, базирующихся на контролируемых естественных процессах самоорганизации вещества.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Морозов, Павел Евгеньевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Земцова, Е. Г. Процессы наноструктурирования в синтезе наноматериалов / Е. Г. Земцова, В. М. Смирнов - СПб.: изд. участок физического ф - та СПбГУ, 2014, -134 с

2. Gleiter, H. Nanostructured materials. Basic Concepts and Microstructure / Р. Gleiter // Acta Materialia. - 2000. - V. 48. - P.1-29.

3. Novoselov, K.S. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films / K.S. Novoselov [et al.] // Science. - 2004. - V.306. - P.666-669.

4. Novoselov, K.S. Two-dimensional atomic crystals / K.S. Novoselov [et al.] // PNAS. - 2005. - V.102. - P. 10451-10453.

5. Bae, S. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes / S. Bae [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2010. - Vol. 5. - P. 574-578

6. Xu, X. Ultrafast growth of single-crystal graphene assisted by a continuous oxygen supply / X. Xu [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2016. - V. 11. - P. 930-935.

7. Mannix, A .J. Synthesis of borophenes: Anisotropic, two-dimensional boron polymorphs / A. J. Mannix [et al.] // Science. - 2015. - V. 350. - P. 1513-1516.

8. Feng, B. Experimental realization of two-dimensional boron sheets / B. Feng [et al.] // Nature. - 2016. - V.8. - P. 563-568.

9. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: учебник для ВУЗов / Ю.Г. Фролов - М., 1982. - 440 с.

10. Hao, Y. Oxygen-activated growth and bandgap tunability of large single-crystal bilayer grapheme / Y. Hao [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2016. - V.11. -P.426-431.

11. Costanzo, D. Gate-induced superconductivity in atomically thin MoS2 crystals / D. Costanzo [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2016. - V.11. - P.339-344.

12. Li, S. The evolving quality of frictional contact with graphene / S. Li [et al.] // Nature. - 2016. - V.539. - P.541-546.

13. Drozdov, A.P. Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system / A.P. Drozdov [et al.] // Nature. - 2015. - V.525. - P.73-76.

14. Errea, I. Quantum hydrogen-bond symmetrization in the superconducting hydrogen sulfide system / I. Errea [et al.] // Nature. - 2016. - V.532. - P.81-84.

15. Chen, J. Unconventional Superconductivity in the Layered Iron Germanide YFe2Ge2 / J. Chen [et al.] // Physical Review Letters. - 2016. - V.116. - P.127001.

16. Yuan, P. Properties and applications of halloysite nanotubes: recent research advances and future prospects / P. Yuan [et al.] // Applied Clay Science. - 2015. - V .112-113. - P.75-93.

17. Николис, Г. Самоорганизация в неравновесных системах. / Г. Николис, И. Пригожин - М.: Наука, 1979. - 211 с.

18. Yin, D. A novel fullerene-like B30N30 structure: Stability and electronic property / D. Yin [et al.] // Carbon. - 2016. - V.102. - P.273-278.

19. Силин, А. П. Полупроводниковые решетки / А. П. Силин // Успехи физических тук. - 1985. -Т. 147, Вып. 3. - С. 485-521.

20. Koratkar, N. A. Materials synthesis: Two-dimensional gallium nitride / N.A. Koratkar // Nature Materials. - 2016. - V.15. - P.1153-1154.

21. Al Balushi, Z. Y. Two-dimensional gallium nitride realized via graphene encapsulation / Z. Y. Al Balushi [et al.] // Nature Materials. - 2016. - V.15. -P.1166-1171.

22. Zeng, M. Self-Assembly of Graphene Single Crystals with Uniform Size and Orientation: The First 2D Super-Ordered Structure/ M. Zeng [et al.] // American Chemical Society. - 2016. - V.138. - P.7812-7815.

23. Zhang, Y. Hydrogen separation by porous phosphorene: A periodical DFT study / Y. Zhang [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. - 2016. - V.41. -P.23067-23074.

24. Ozturk, Z. Sandwiched graphene-fullerene composite: A novel 3-D nanostructured

material for hydrogen storage / Z. Ozturk [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. - 2016. - V.41. - P.6403-6411.

25. Gan, Z. Biomimetic gyroid nanostructures exceeding their natural origins / Z. Gan [et al.] // Science Advances. - 2016. - V.2. - P.e1600084.

26. Gan, Z. Three-dimensional deep sub-diffraction optical beam lithography with 9 nm feature size / Z. Gan [et al.] // Nature Communication. - 2013. - V.4. - P.2061.

27. Li, B.-W. Coexistence of Magnetic Order and Ferroelectricity at 2D Nanosheet Interfaces / B.-W. Li [et al.] // Journal of the American Chemical Society. - 2016. -V.138, № 24 - P.7621-7625

28. Murdy, C. Two-dimensional materials: Heavy going / C. Murdy // Nature Physics. -2016. - V.12. - P.895-896.

29. Gutierrez, C. Imaging chiral symmetry breaking from Kekule bond order in graphene / C. Gutierrez [et al.] // Nature Physics. - 2016. - V.12. - P.950-958.

30. Malygin, A. A. From V. B. Aleskovskii's "Framework" Hypothesis to the Method of Molecular Layering/Atomic Layer Deposition / A. A. Malygin [et al.] // Chemical Vapor Deposition. - 2015 - V.21. - P.216-240

31. Hussain, M. B Adsorption of C20 on two-dimensional materials / M.B. Hussain [et al.] // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. - 2017. - V.87. -P.166-170.

32. Айлер, Р. Химия кремнезема / Р. Айлер - М:Мир., 1982. -1127 с.

33. Киселев, А. В. Влияние дегидратации поверхности силикагеля на его адсорбционные свойства / А. В. Киселев [и др.] // ДАН СССР. - 1954. - Т. 94. -С.85-89.

34. Цыганенко, А. А. ИК-спектр гидроксильных групп поверхности оксида кремния / А. А. Цыганенко [и др.] // Химия, физика и технология поверхности. - 1993. - Т.1 - С. 65-75.

35. Поверхностные свойства твердых тел / под ред М. Грина. - М.: Мир, 1972. -432

с.

36. Киселев, В.Ф. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков / В.Ф. Киселев, О.В. Крылов - М.: Наука, 1978. -256 с.

37. Кольцов, С.И. Процессы де- и регидроксилирования поверхности кремния / С.И. Кольцов [и др.] // ЖФХ. - 1987. - Т.61, Вып. 4. - C.1101-1104.

38. Практикум по химии твердых веществ / под ред. С. И. Кольцова [и др.]. -Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1985. - 224 с.

39. Цвиккер, У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер - М.: Металлургия, 1979. - 511 с.

40. Фромм, Е. Газы и углерод в металлах / Е. Фромм , Е. Гебхардт - М.: Металлургия, 1980. - 711 с.

41. Горынин, И.В. Титан в машиностроении / И.В. Горынин, Б.Б. Чечулин // М.: Машиностроение, 1990. - 255 с.

42. Курзина, И.А. Эволюция структуры и механических свойств ультрамелкозернистого титана / И.А. Курзина [и др.] // Материаловедение . -2010. - выпуск 5 . - с. 48-55

43. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов / Колобов Ю. Р. [и др.] - Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.

44. «Titanium '95 : science and technology», Eighth World Conference on Titanium (1995 : Birmingham, England). Eighth World Conference on Titanium «Titanium '95: science and technology», 22-26 Oct. 1995 / edited by P.A. Blenkinsop [et al.]. -London: Institute of Materials, 1996. - 3024 p.

45. Смитлз, К.Дж. Металлы. Справочник / К.Дж. Смитлз - М.: Металлургия, 1980. - 446 с.

46. Sangwal, К. Surface morphology of crystalline solids. / К. Sangwal, R. Rodríguez-Clemente - Trans Tech Publications, 1991. - 405 p.

47. Современная кристаллография. В 4 т. Т. 3 / под ред. Б. К. Вайнштейна - М.: Наука, 1980. - 408 с.

48. Робертс, М. Химия поверхности раздела металл-газ. / М. Робертс, Ч. Макки -М.: Мир, 1981. - 540 с.

49. Farnsworth, H. E. Application of the Ion Bombardment Cleaning Method to Titanium, Germanium, Silicon and Nickel as determined by Low-energy electron diffraction / H.E. Farnsworth [et al.] // Journal of Applied Physics. - 1958. - V.29 -P.l150-1161

50. George, T. H. Some Measurements of Adsorption of Nitrogen and Oxygen on a (0001) Titanium Surface Using Low - Energy Electron Diffraction / T.H. George [et al.] // The Journal of Chemical Physics. - 1959. - V.31. - P.89-90.

51. Takano, A. A. Study of the oxygen adsorption process on a titanium single crystal surface by electron stimulated desorption / A. Takano [et al.] // Surface Science. -1991. - V.242 - P.450-453

52. Вудраф, Д. Современные методы исследования поверхности / Д. Вудраф, Т. Делчар - М.: Мир, 1989. - 569 с.

53. Смирнов, В. М. Актуальные проблемы химии твердых веществ. / В.М. Смирнов - СПб.: Изд-во СПбТИ, 1992. - С.31-50.

54. Лангмюир, И. Расположение электронов в атомах и молекулах и химические реакции на поверхности твердых тел / пер. под ред. Л.Ф. Фокина. - Л.: Academia, 1925. - 168 с.

55. Смирнов, В. М. Химия наноструктур. Синтез, строение, свойства. / В.М. Смирнов - СПб.: Изд-во СПбГУ, 1996. - С. 108.

56. Химически модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии / под ред. Г. В. Лисичкина-М.: Химия, 1986. - 248с.

57. Киселев, А. В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии / А. В. Киселев - М.: Высшая Школа, 1986. - 360с.

58. Boehm, H. P. Nature and Estimation of Functional Groups on Solid Surfaces / H. P. Boehm [et al.] // Catalysis Science and Technology. - 1983. - V.4.- P.39-207.

59. Тертых, В. А. Химические реакции с участием поверхности кремнезема / В. А. Тертых, Л. А. Белякова - Киев: Наукова Думка, 1991. - 264 с.

60. Лыгин, В. И. Молекулярные модели поверхностных структур химически модифицированных кремнеземов по данным колебательной спектроскопии и квантово-химических расчетов / В. И. Лыгин // ЖФХ. - 2000. - Т. 74, Вып. 8. -С.1351-1359.

61. Smirnov, V. M. Surface magnetic ordering of Fe-O and Ti-O groups disposed on diamagnetic support / V. M. Smirnov [et al.] // Surface Review and Letters. - 2001.

- V. 8, № 3/4. - P.295-302.

62. Земцова, Е. Г. Процессы наноструктурирования в синтезе наноматериалов / Е. Г.Земцова, В. М.Смирнов - СПб.: изд. участок физического ф - та СПбГУ, 2014. - 134 с.

63. Вонсовский, С. В. Магнетизм. / С. В. Вонсовский - М.:Наука, 1971. - 1032 с.

64. Вонсовский, С. В. Магнетизм микрочастиц. / С. В. Вонсовский - М.:Наука, 1973. - 280 с.

65. Bzdusek, T. Nodal-chain metals / T. Bzdusek [et al.] // Nature. - 2016. - V.538. -P.75-78.

66. Bertrand, B. Fast spin information transfer between distant quantum dots using individual electrons / B. Bertrand [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2016. - V.11.

- P.672-676.

67. Borisenko, S. V. Direct observation of spin-orbit coupling in iron-based superconductors / S. V Borisenko [et al.] // Nature Physics. - 2016. - V.10. - P.311-317.

68. Херд, К. М. Многообразие видов магнитного упорядочения в твердых телах / К. М. Херд // Успехи физических наук. - 1984. - Т. 142, Вып.2. - C.331-355.

69. Калинников, В.Т. Введение в магнетохимию/ В.Т. Калинников, Ю.В. Ракитин-М., 1980 - C.302

70. Вульфсаг, С.Г. Молекулярная магнетохимия / С.Г. Вульфсаг - М., 1991.- C.261

71. Stigloher, J. Snell's Law for Spin Waves / J. Stigloher [et al.] // Physical Review Letters. - 2016. - V.117. - P.037204.

72. Hayes, M. I. Scaling between magnetic field and temperature in the high-temperature superconductor BaFe2(As1-xPx)2 / I. M. Hayes [et al.] // Nature Physics. - 2016. -V.12. - P.916-919.

73. Kosub, T. Purely antiferromagnetic magnetoelectric random access memory / T. Kosub [et al.] // Nature Communications. - 2017. - V.8. - P.13985.

74. Trassin, M. Low energy consumption spintronics using multiferroic heterostructures / M. Trassin // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2016. - V.28. - P.033001.

75. Kosub, T., Kopte, M., Radu, F., Schmidt, O.G., et al. All-Electric Access to the Magnetic-Field-Invariant Magnetization of Antiferromagnets / T. Kosub [et al.] // Physical Review Letters. - 2015. - V.115. - P.097201.

76. Bloch, F.Z. Zur Theorie des Ferromagnetismus / F.Z. Bloch // Zeitschrift für Physik.-1930. - V. 61, P. 206-219.

77. Von Bergmann, K. Magnetic bubbles with a twist / K. von Bergmann // Science. -2015. - V.349. - P.234-235.

78. KyraKOBa, Д. П. Зарождение цилиндрических магнитных доменов в пленках ферритов гранатов с помощью электрического зонда / Д. П. Kуликовa [и др.] // Письма в ЖЭТФ. - 2016. - Т. 104., Вып. 3. - С.196-200.

79. Feldman, B. E. Observation of a nematic quantum Hall liquid on the surface of bismuth / B. E. Feldman [et al.] // Science. - 2016. - V.354. - P.316-321.

80. Xu, F. Riemann Surfaces of Carbon as Graphene Nanosolenoids / F. Xu [et al.] // Nano Letters. - 2016. - V. 16. - P. 34-39.

81. Donati, F., Rusponi, S., Stepanov, S., et al. Magnetic remanence in single atoms / F. Donati [et al.] // Science. - 2016. - V.352. - P.318-321.

82. Armitage, N. P. Quantum materials: Kitaev's exact solution approximated / N. P.

Armitage // Nature Materials. - 2016. - V.15. - P.701-702.

83. Kitaev, A. Anyons in an exactly solved model and beyond / A. Kitaev // Annals of Physics. - 2006. - V.321. - P.2-111.

84. Banerjee, A. Proximate Kitaev quantum spin liquid behaviour in a honeycomb magnet / A. Banerjee [et al.] // Nature Materials. - 2016. - V.15. - P.733-740.

85. Tomasek, M. On electronic correlation in solids / M. Tomasek // Physica. - 1967. -V.36. - P.420-430

86. Бучаченко, А. Л. Органические парамагнетики: настоящее и будущее / А. Л. Бучаченко- М.:Знание, 1988 - С.31.

87. Belashchenko, K. D. Magnetoelectric domain wall dynamics and its implications for magnetoelectric memory / K. D. Belashchenko [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2016. -V.108. - P. 132403.

88. Hollen, S.M. Painting magnetism on a canvas of graphene / S.M. Hollen [et al.] // Science. - 2016. - V.352. - P.415-416.

89. Gonzalez-Herrero, H. Atomic-scale control of graphene magnetism by using hydrogen atoms / H. Gonzalez-Herrero [et al.] // Science. - 2016. - V.352. - P.437-441.

90. Sorimachi, J.-Y. Electrostatic properties of fullerenes under an external electric field: First-principles calculations of energetics for all IPR isomers from C60 to C78/ J.-Y. Sorimachi [et al.] // Chemical Physics Letters. - 2016. - V. 659. - P. 1-5.

91. Бучаченко, А. Л. Органические и молекулярные ферромагнетики: достижения и проблемы / А. Л. Бучаченко //Успехи химии. - 1990. -Т.59. -С. 529-550.

92. Ahangari, M. G. Interaction between fullerene-wheeled nanocar and gold substrate: A DFT study / M. G. Ahangari [et al.] // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. - 2016. - V.83. - P.174-179.

93. Shirai, Y. Surface-Rolling Molecules / Y. Shirai [et al.] // Journal of the American Chemical Society. - 2006. - V.128. - P.4854-4864.

94. Matano, K. Spin-rotation symmetry breaking in the superconducting state of CuxBi2Se3 / K. Matano [et al.] // Nature Physics. - 2016. - V.12. - P.852-854.

95. Hamo, A. Electron attraction mediated by Coulomb repulsion / A. Hamo [et al.] // Nature. - 2016. - V.535. - P. 395-400.

96. Ruffieux, P. On-surface synthesis of graphene nanoribbons with zigzag edge topology/ P. Ruffieux [et al.] // Nature. - 2016. - V.531. - P.489-492.

97. Wüst, G. Role of the electron spin in determining the coherence of the nuclear spins in a quantum dot / Gunter Wüst [et al.] // Nature Nanotechnology. - V. 11. - P. 885889.

98. Debnath, S. Demonstration of a small programmable quantum computer with atomic qubits / S. Debnath [et al.] // Nature. - 2016. - V.536. - P.63-66.

99. Zhang, L. Structural and Electronic Properties of Germanene on MoS2 / L. Zhang [et al.] // Physical Review Letters. - 2016. - V.116. - P. 256804.

100. Zemtsova, E. G. Synthesis of titanium-organic nanostructures on the nanotitanium surface to create biocompatible coatings / E. G.Zemtsova [et al.] // Reviews on Advanced Materials Science. - 2016. - V.45. - P. 59 - 66.

101. Nazarov, D. V. Formation of Micro- and Nanostructures on the Nanotitanium Surface by Chemical Etching and Deposition of Titania Films by Atomic Layer Deposition (ALD) / D. V. Nazarov [et al.] // Materials. - 2015. - V.8. - P.8366-8377.

102. Zemtsova, E. G. Pore radius fine tuning of a silica matrix (MCM-41) based on the synthesis of alumina nanolayers with different thicknesses by atomic layer deposition / E. G. Zemtsova [et al.] // Journal of Vacuum Science & Technology. - 2015. - V. 33. - P. 021519-021519.6

103. Arbenin, A. Yu. Regulation of the geometric parameters of mesoporous silica SBA-15 using the method of molecular layering and investigation of their porous structure / A. Yu. Arbenin [et al.] // Nanotechnologies in Russia. - 2012. - V. 7. - P. 117-121.

104. Семенов, В. Г. Практическое руководство по спектроскопии ядерного гамма резонанса: учебно-методическое пособие / В. Г. Семенов, В. В. Панчук, К. В. Ершов - СПб.: Издательство СПбГУ, 2010. - 78 с.

105. Смирнов, В. М. Структурирование на наноуровне, путь к конструированию новых твердых веществ и материалов / В. М. Смирнов // ЖОХ. - 2002. - Т. 72. , Вып. 4. - С. 633-650

106. Физические методы исследования неорганических веществ / Под. ред. А. Б.Никольского - М.:Академия, 2006. - С.212

107. Глебов, А. Н. Магнетохимия: Магнитные свойства и строение веществ / А. Н. Глебов [и др.] // Соросовский образовательный журнал.- 1997. - № 7. - C.44

108. Крупичка, С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. Т.1. / С. Крупичка - М.: Наука, 1976. - 353 с.

109. Дорфман, Я. Г. Диамагнетизм и химическая связь/ Я.Г. Дорфман - М.: ГИФМЛ, 1961. - 231 с.

110. Губин, С. П. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства / С. П.Губин [и др.] // Успехи химии. -Т.74, Вып. 6 - С.539-574.

111. Kim, C. FePt nanodot arrays with perpendicular easy axis, large coercivity, and extremely high density / C. Kim [et al.] // Applied Physics Letters. - 2007. - V.91. -P.172508.

112. Guan, X-F. Morphology and magnetic properties of Fe3O4 nanodot arrays using template-assisted epitaxial growth / X.-F. Guan [et al.] // Nanoscale Research Letters. - 2015. - V.10. - P.4

113. Maurer, T. Magnetic nanowires as permanent magnet materials / T. Mauer [et al.] // Applied Physics Letters. - 2007 - V. 91. - P.172501

114. Feng, C. Magnetic properties and microstructure of FePt/Au multilayers with high perpendicular magnetocrystalline anisotropy / C. Feng [et al.] // Applied Physics Letters. - 2008. - V.93. - P.152513

115. Hench, L. L. Biomaterials, artificial organs and tissue engineering / L. L. Hench, J. R. Jones - Cambridge: Woodhead Publishing, 2005. -304 p.

116. Zemtsova, E.G. Regulation of surface topography of nanostructured titanium using the method of ML-ALD to create bioactive nanocoatings / E.G. Zemtsova [et al.] // Materials Physics and Mechanics. - 2015. - V.24 - P.374-381

117. Qizhi Chen Metallic implant biomaterials / Q. Chen [et al.] // Materials Science and Engineering R. - 2015. - V.87. - P.1-57.

118. Cochran, D. L. Bone response to unloaded and loaded titanium implants with a sandblasted and acid-etched surface: A histometric study in the canine mandible / D. L. Cochran [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. - 1998. - V. 40. -P.1-11.

119. Wennerberg, A. A histomorphometric evaluation of screw-shaped implants each prepared with two surface roughnesses / A. Wennerberg [et al.] // Clinical Oral Implants Research. - 1998 - V.9. - P. 11-19.

120. Grigal, I.P. Correlation between bioactivity and structural properties of titanium dioxide coatings grown by atomic layer deposition / I.P. Grigal [et al.] // Applied Surface Science. - 2012. - V.258. - 3415-3419

121. Gultepe, E. Nanoporous inorganic membranes or coatings for sustained drug delivery in implantable devices. / E. Gultepe [et al.] // Advanced drug delivery reviews. -2010. -V.62. - P.305-315.

122. Zoch, M.L. New insights into the biology of osteocalcin / M.L. Zoch [et al.] // Bone. - 2016. - V.82. - P.42-49.

123. Ding, X. The effects of hierarchical micro/nanosurfaces decorated with TiO2 nanotubes on the bioactivity of titanium implants in vitro and in vivo / X. Ding [et al.] // Journal of International Journal of Nanomedicine. - 2015. - V.10 - P.6955-6973.

124. Logan, N. TiO2-coated CoCrMo: improving the osteogenic differentiation and

adhesion of mesenchymal stem cells in vitro / N. Logan [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part A. - 2015. - V.103. - 1208-1217.

125. Zhang, H. Proliferation of preosteoblasts on TiO2 nanotubes is FAK/RhoA related / H. Zhang [et al.] // RSC Advances. - 2015. -V.5 - P.38117-38124.

126. Sul, Y. T. Electrochemical growth behavior, surface properties, and enhanced in vivo bone response of TiO2 nanotubes on microstructured surfaces of blasted, screw-shaped titanium implants / Y.T. Sul // International Journal of Nanomedicine. - 2010. -V.5. - P.87-100.