Структурные и транспортные свойства sp содержащих углеродных пленок, синтезированных на различных металлических подложках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Иваненко Илья Петрович

• Иваненко Илья Петрович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Иваненко Илья Петрович

1.1 Методы синтеза углеродных структур

1.2. Методы анализа углеродных структур

1.2.1 Туннельная спектроскопия

1.2.2 РФЭС

1.2.3 Оже-методика

1.2.4. ИК и КР спектроскопия

Глава 2. Транспортные особенности синтезированных пленок

2.1 Использование методики ТС для изучения гетероструктур металл-углерод

2.1.1. Устройство используемого СТМ

2.1.2 Ход выполнения измерений

2.1.4 Экспериментальные ВАХ для пленок на Р1 и А1 подложках

2.1.5 Туннельные спектры, полученные на других углеродных пленках

2.1.6 Определение механизма проводимости синтезированных гетероструктур

Глава 3. Электронная спектроскопия и микроскопия

3.1. РФЭС углеродных пленок

3.2. Оже спектроскопические данные

3.3. ПЭМ углеродной пленки на подложке

3.4. РСА углеродных пленок на металлических подложках

Глава 4. Квантово-механические расчеты структуры и колебаний карбиноподобных цепочек

4.1. Электронные метода расчета молекулярной структуры

4.2. Базисные наборы

4.3. Проведенные расчеты

4.4. Этапы моделирования структуры для расчета КР спектра карбиноподобных пленок

Список цитированной литературы:

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена синтезу и исследованию структуры, а также электропроводящих свойств тонких углеродных пленок с Бр фрагментами, полученной методом импульсно -плазменного осаждения при одновременной стимуляции ионами аргона. Все исследованные пленки были синтезированы при одинаковых условиях.

Особенностью данной работы является то, что впервые исследовались структурные и электрофизические свойства углеродных пленок с Бр фрагментами, синтезированных на различных металлических подложках.

Для получения максимальной информации о структуре и транспортных свойствах были применены следующие методики: туннельная спектроскопия (ТС), инфракрасная спектроскопия (ИК) и спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), рентгено-структурный анализ (РСА), рентгеновская-фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), Оже-спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), а также квантово-химические расчеты колебательных спектров. Комбинированное использование этих методов позволило прояснить ряд особенностей синтезированных углеродных плёнок с Бр фрагментами.

Были получены экспериментальные колебательные КР спектры исследуемых пленок, а также проведено их теоретическое описание на основе гармонической модели с использованием квантово -механических силовых полей, что позволило прояснить структурные особенности синтезированных пленок. Дополнительно проведено моделирование ИК спектров.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурные и транспортные свойства sp содержащих углеродных пленок, синтезированных на различных металлических подложках»

Актуальность работы

Атомы углерода могут образовывать всевозможные типы гибридизаций: Бр1, Бр2 и Бр3 типы. Поэтому на основе углерода можно создавать материалы с широким спектром запрещенной зоной, к примеру, графен обладает нулевой шириной запрещенной зоной и максимальной подвижностью свободных носителей в отличие от алмаза. Тонкие Бр

углеродные пленки обладают уникальными свойствами, что находит широкое применение в современных областях науки от электроники до медицины.

Несмотря на то, что технологией синтеза углеродных пленок занимаются с конца 60-х годов 20 века, идентификация структуры получаемых пленок оставалась достаточно неоднозначной задачей вплоть до 80-х годов 20 в. Поскольку углеродные материалы дают возможность создавать структуры как с высокой проводимостью (графен), так и с низкой, например алмаз, то технология получения тех или иных вариантов требует изменения параметров для их синтеза [1]. В последние десятилетия наблюдается значительный прогресс в технике синтеза пленок с целью их создания с заранее известными свойствами. Так был получен ряд известных структур, таких как: графен, карбин, углеродные нанотрубки (УНТ), тубулены, Q-углерод, кольцевая молекула С18 и т.п. На текущий момент значимых исследовательских работ, направленных на изучение влияния роли материала подложки на рост углеродной пленки, не было проведено. В основном, в качестве материала подложки использовались несколько материалов, таких как кобальт, медь и платина.

В качестве объекта исследования в настоящей работе были выбраны углеродные плёнки различной толщины с Бр фрагментами синтезированные с помощью импульсно-плазменного ионно-стимулированного осаждения при комнатной температуре.

Предметом исследования является теоретическое и экспериментальное изучение структуры, а также электропроводящих свойств тонких Бр содержащих углеродных пленок.

Для исследования свойств таких углеродных структур впервые использован широкий диапазон методов анализа, включающий в себя: ТС, КР и ИК спектроскопию, РФЭС и Оже спектроскопию, РСА, ПЭМ, а также теоретические квантово-химические расчеты колебательных спектров.

Условия синтеза и стабильности цепочечных углеродных структур, а также особенности их строения были заложены ранее в [2].

Получения структур с заданными свойствами, в частности, требует оптимизации условий синтеза. Химические методы синтеза не могут дать необходимые результаты, и в настоящее время только ионно-стимулированная конденсация позволяет получать Бр углеродные пленки. Таким образом, актуальной задачей является исследование свойств таких пленок, полученных на металлических подложках с различной работой выхода.

Особый интерес представляют условия синтеза углеродных пленок. В опубликованных работах на протяжении последних 40 лет не уделялось должного внимания роли подложки, на которой синтезировались углеродные пленки, а также её влиянию на процесс роста пленок. Поэтому, одной из задач настоящей работы является изучение влияния материала подложки, который характеризуется, к примеру, работой выхода электрона.

Методология исследований. В рамках экспериментальных и теоретических исследований были проведены эксперименты по определению туннельной проводимости, получены колебательные (ИК и КР) и электронные (Оже и РФЭС) спектры, проведен рентгеноструктурный анализ синтезированных образцов, с использованием высокоразрешающих электронно-ионных микроскопов подготовлены образцы для просвечивающей электронной микроскопии и получены данные о структуре материала на просвечивающем электронном микроскопе, кроме этого проведено теоретическое квантово-механическое моделирование колебательных спектров с дальнейшим сравнением расчетных и экспериментально полученных данных.

Цель и задачи работы

Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование структуры, а также электропроводящих свойств тонких Бр

содержащих углеродных пленок, полученных методом импульсно-плазменного осаждения при стимуляции ионами аргона.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Синтез углеродных пленок на различных металлических подложках в одном технологическом цикле с помощью импульсно -плазменного осаждения в условиях ионно-стимулированного ассистирования, с температурой подложки порядка 50 °С.

2. Исследование структурных особенностей синтезированных пленок различными методами (КР, Оже, РФЭС, РСА и ПЭМ), а также исследование их транспортных свойств методом туннельной спектроскопии.

3. Анализ влияния длины и числа линейных фрагментов, а также типов химических связей между атомами углерода на особенности, проявляющиеся в КР спектрах с использованием теоретического квантово-химического моделирования.

4. Установление вида корреляций между теоретически рассчитанными и экспериментальными КР спектрами.

Поставленные задачи важны с фундаментальной-точки зрения и будут способствовать решению практических задач.

Научная новизна и научно-практическая значимость работы:

1. Впервые при одинаковых условиях синтеза получены углеродные пленки с Бр фрагментами на различных металлических подложках (А1, Си, Мо, W, Re, Pt и Та).

2. Впервые обнаружены осцилляции в туннельной проводимости вдоль цепочек для Бр содержащих углеродных пленок на широком спектре металлических подложек (А1, Си, Мо, W, Re, Pt и Та) и объяснены образованием стоячей волны в линейном фрагменте цепочки.

3. Предложена теоретическая модель образования волны зарядовой плотности, на основе которой можно определить длину линейного фрагмента Бр содержащей углеродной пленки.

4. Использованы новые подходы к анализу данных электронной спектроскопии (учет плазмонных потерь в сателлитах 1б линии и определение плотности валентных состояний из оже-линии углерода).

5. Впервые проведено углубленное квантово-механическое моделирование структуры и колебательных спектров пленок с Бр фрагментами, изучено влияние длины линейных фрагментов, типа химической связи между атомами углерода, а также числа изгибов на модельные спектры.

6. Впервые проведен теоретический анализ экспериментальных данных на основе предложенных моделей и выявлены характеристические частоты колебаний, изучено влияние терминальных групп и заместителей на положение и интенсивность колебательных полос.

Результаты диссертационной работы могут быть учтены при напылении углеродных покрытий с заданными свойствами на подложки из различных материалов. Кроме этого, разработанные в настоящей работе подходы позволяют проводить анализ фазового состава пленок наноструктурированного углерода.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

1. Зависимость структуры и параметров волны зарядовой плотности от работы выхода материала подложки (Л1, Си, Mo, W, Re, И и Ta) с диапазоном работ выхода от 4.2 до 5.6 эВ отсутствует, а определяется параметрами кристаллической решетки материала подложки и типом химического взаимодействия синтезированных методом импульсно-плазменного осаждения при ионной стимуляции углеродных пленок с Бр фрагментами, с материалом подложки.

2. Разработанная модель образования волны зарядовой плотности позволяет определить длину линейного фрагмента углеродной цепочки и количество атомов в нем. Предложенная модель предсказывает максимальную длину

линейного фрагмента пленки на медной подложке и минимальную на танталовой подложке.

3. Максимальное содержание Бр углерода наблюдается на танталовой подложке и составляет 20%, а минимальное на медной подложке - 8%.

4. Типичные колебательные пики в КР спектрах в области 900-2350 см-1 определяются длиной линейного фрагмента углеродной пленки и типом химической связи между атомами углерода. При увеличении длины линейного фрагмента положение пиков смещается влево.

5. Структурные изгибы в 6-атомных фрагментах молекулы, содержащей 36 атомов углерода, вызывают смещение интенсивных полос в КР спектре из области 1000-1600 см-1 в область 2000-2350 см-1.

Личный вклад автора

Все представленные результаты получены автором лично или с его определяющим и непосредственным участием.

Существенным вкладом автора являются:

• определение роли влияния подложки на рост наноуглеродной пленки;

• сравнительный анализ проведенного компьютерного моделирования колебательных спектров на основе квантово-химических расчетов;

• анализ измерений и обработка полученных результатов;

• формулировка и обоснование выводов диссертации.

Степень достоверности полученных результатов обеспечивается согласованностью полученных экспериментальных данных с проведенным теоретическим моделированием, а также соответствием, как с экспериментальными, так и теоретически полученными результатами, известными из литературных источников.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Международная конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород, 2012 г.

2. Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», Москва, 2012 г.

3. Международная конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород, 2015 г.

4. XXIII Международная конференция взаимодействие ионов с поверхностью «ВИП», Москва, 2017 г.

5. VII Всероссийская конференция по структуре и энергетике молекул, Иваново, 2018 г.

6. XXIV Международная конференция взаимодействия ионов с поверхностью «ВИП», Москва, 2019 г.

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 12 работах, в том числе 5 статьях в рецензируемых научных журналах [A1-A5], три из которых индексируются в Scopus и Web of Science [A1-A3], а также в материалах и сборниках тезисов докладов российских и международных конференций [А6-А12].

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 146 стр., включая 60 рисунков, 14 таблиц и 1 58 библиографических наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и положения, выносимые на защиту. Также аргументированы научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, описаны объект и предмет исследования.

В первой главе, являющейся обзорной, рассматриваются наиболее распространенные методы синтеза, а также используемый метод синтеза углеродных пленок, описываются их достоинства и недостатки. Кроме этого, приводится описание используемых методов анализа синтезированных структур, таких как: туннельная спектроскопия, КР и ИК спектроскопия, Оже и РФЭС, квантово-механические расчеты колебательных спектров и энергии стабилизации молекул, электронная спектроскопия.

Во второй главе представлены экспериментальные вольт-амперные характеристики (ВАХ), полученные с набора подложек используемых в работе.

Приводится описание принципа работы туннельного микроскопа, описана методика проведения измерений, а также представлен литературный обзор по туннельным спектрам, полученным на углеродных структурах синтезированных различными способами. На дифференциальных ВАХ проявляются осцилляции, которые описываются в предположении об образовании волн зарядовой плотности (ВЗП). На основании предположения производятся расчеты длин линейных фрагментов и числа атомов в цепочке.

Определяется преобладающий механизм эмиссии, путем построения ВАХ в координатах Шоттки и Фаулера-Нордгейма. После чего делается вывод о принадлежности эмиссии с пленок к механизму по Шоттки. Также дается описание возможной причины отклонения от прямой в области малых напряжений зависимости в координатах Шоттки.

В третьей главе представлены результаты по электронной спектроскопии, а также краткий обзор методики рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и Оже спектроскопии. Исходя из данных по

электронной спектроскопии, делается вывод о выборе подложки, на которой растёт более упорядоченная структура. В части электронной микроскопии используется просвечивающая электронная микроскопия и анализируется срез по толщине. Кроме этого, проводится РСА, подтверждающий схожесть синтезированных пленок с карбиновыми.

В четвертой главе приводится описание квантово-механического подхода, а также результаты по этапам моделирования от прямолинейной молекулы до молекулы с несколькими изгибами, а также вариацией концевых атомов. Показано влияние концевых групп на положение основных колебательных пиков. Описано положение колебательных пиков, соответствующих полииновой и кумуленовой структуре.

В заключении представлены основные выводы диссертационной работы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В рецензируемых журналах, индексируемых Scopus и Web of Science

1А. В.В. Хвостов, И.П. Иваненко, О.А. Стрелецкий, Н.Д. Новиков, В.Г. Якунин, Н.Ф. Савченко. Особенности туннельной проводимости пленок двумерно упорядоченного линейно-цепочечного углерода, Письма в ЖЭТФ., 2013, т.97, вып. 4, с.231-234. [Ivanenko I.P., Streletskii O.A., Novikov N.D., Yakunin V.G., Savchenko N.F., Features of the Tunneling Conductivity of Two-Dimensional Ordered Linear-Chain Carbon Films // JETP Letters, 2013, v.97, no.4, pp.205-208] IF= 1.364 (Web of Science).

2А. О.А. Стрелецкий, И.П. Иваненко, В.В. Хвостов, Н.Ф. Савченко, О.Ю. Нищак, А.Ф. Александров. Структурные особенности углеродных материалов, синтезированных различными методами // Физика твердого тела, 2016, т. 58, № 10, с. 2044-2049. [Streletskii O.A., Ivanenko I.P., Khvostov V.V., Savchenko N.F., Nishchak O.Yu, Aleksandrov A.F., Structural Features of Carbon Materials Synthesized by Different Methods // Physics of the Solid State, 2016, v.58, no.10, pp.22152219] IF= 0.895 (Web of Science).

3А. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, «Анализ спектра комбинационного рассеяния света изогнутых цепочек углерода с учетом модели различных концевых групп», Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2018, № 7, с. 54-59. [Ivanenko I.P., Krasnoshchekov S.V., Pavlikov A.V.. Analysis of the Raman Spectrum of Kinked Carbon Chains Taking into Account the Model of Various End Groups // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2018, v.12, no.3, pp. 564-569] IF=0.360 (Web of Science).

4А. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, «Анализ структуры и проводимости изогнутых углеродных цепочек, полученных методом импульсно плазменного осаждения на различных металлических подложках» // Физика и техника полупроводников, 2018, т. 52, № 7, с.768-774. [Ivanenko I.P., Krasnoshchekov S.V., Pavlikov A.V., Analysis of the Structure and Conductivity of Kinked Carbon Chains Obtained by Pulsed Plasma Deposition on Various Metal Substrates // Semiconductors, 2018, v.12, no.7, pp.907-913] IF= 0.641 (Web of Science).

5А. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, С.В. Дворяк, А.А. Дудин, В.В. Хвостов, «Структурные и транспортные особенности sp-углеродных пленок, синтезированных импульсно-плазменным методом на различных металлических подложках», Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2020, №12, c.12-20. [Ivanenko I.P., Pavlikov A.V., Dvoryak S.V., Dudin A.A., Khvostov V.V., Structural and Transport Features of sp-Carbon Films Synthesized by Pulsed Plasma Deposition on Various Metal Substrates // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2020, v.14, no.6, pp. 1239-1246] IF= 0.360 (Web of Science).

Иные публикации (статьи в сборниках материалов конференций)

6А. А.Ф. Александров, И.П. Иваненко, О.Ю. Нищак, Н.Д. Новиков, Н.Ф. Савченко, О.А. Стрелецкий, В.В. Хвостов, «Линейно-цепочечный углерод- основа элементной базы приборов специального назначения нового поколения», журнал Сборник проектов выставки «Технологии специального назначения», с.66-69, 2012.

7А. А.Ф. Александров, В.В. Хвостов, О.А. Стрелецкий, В.В. Якунин, И.П. Иваненко, Е.А. Кралькина, В.Б. Павлов, «Свойства углеродных пленок, полученных распылением графитовой мишени пучком ускоренных ионов аргона», Сборник тезисов докладов научной

Международной конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, 6 - 10 февраля 2012 года.

8А. И.П. Иваненко, О.А. Стрелецкий, «Особенности туннельной проводимости плёнок двумерно-упорядоченного линейно-цепочечного углерода», Международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных по фундаментальным наукам. «Ломоносов- 2012», секция Физика, подсекция Радиофизика. (На конференции «Ломоносов-2012» занял второе место в подсекции радиофизика);

9А. И.П. Иваненко, «Туннельная спектроскопия гетероструктур металл углерод» в сборнике тезисов XLII Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу 9 - 13 февраля 2015, Звенигород, 2015.

10А. I.P. Ivanenko, S.V. Krasnoshchekov, A.V. Pavlikov, «Study of molecular structures of carbon films condensed on metal substrates by pulseplasma method», в сборнике XXIII International Conference Ion - Surface Interactions «ISI - 2017», серия Section 5. Ion-assisted processes in thin films and nanostructures, место издания Moscow, Russia, том 3, тезисы, с. 85-88.

11А. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, «Анализ колебательных спектров карбиноподобной углеродной пленки, синтезированной импульсно-плазменным методом», Сборник тезисов докладов VII Всероссийской конференции по структуре и энергетике молекул 19-23 ноября 2018, Иваново 2018.

12А. I.P. Ivanenko, S.V. Krasnoshekov, A.V. Pavlikov, Dvoryak S.V., V.V. Khvostov, «Structural and transport features of carbyne like films by synthesis of impuls plasma deposition on methal surfaces», в сборнике XXIV International Conference Ion - Surface Interactions «ISI -2019», серия Section 5. Ion-assisted processes in thin films and nanostructures, место издания Moscow, Russia, т. 2, тезисы, с. 163-166.

Глава 1. Методы синтеза и анализа углеродных структур.

1.1 Методы синтеза углеродных структур

Одним из наиболее часто используемых методов синтеза углеродных покрытий является метод магнетронного распыления графитовой мишени. С его помощью получаются углеродные пленки с различной структурой, например, нанотрубки, графен и т.д. При использовании данного метода происходит распыление графитовой мишени ионами инертного газа с энергией, которая определяется параметрами разряда. Магнитное поле увеличивает длину пути электронов, за счет чего увеличивается плотность плазмы. Данный метод технологически наиболее прост в использовании.

В этом методе имеется возможность получать пленки с различными структурными параметрами, как за счет подачи постоянного низковольтного смещения на подложку [3], так и в классическом магнетронном распылении графитовой мишени [3]. К достоинствам метода можно отнести:

• высокую скорость нанесения покрытий;

• относительную простоту масштабирования;

• возможность влиять на структуру углеродного покрытия, изменяя параметры магнетронного.

По литературным данным магнетронным распылением получаются аморфные углеродные пленки в основном с графитоподобными (sp2) связями [4]. Подача смещения на подложку может изменять структуру растущей пленки, но в условиях магнетронной плазмы не является контролируемым процессом, из-за широкого распределения по энергиям ионов в магнетронной плазме. Контролируемый же процесс влияния ионного облучения можно осуществить в том случае, когда происходит раздельное облучение ионами с заданной энергией.

Следующий рассматриваемый метод синтеза углеродных структур -метод химического осаждение из газовой фазы (с англ. Chemical vapor deposition, CVD), в котором используется каталитическое разложение углеродосодержащих газов. Это химическое осаждение проводится при

15

температуре подложки свыше 800 Как правило, в CVD процессах, подложка размещается в парах одного или смеси нескольких газов, которые, вступая в реакцию или разлагаясь, конденсируются на поверхности подложки с заданной структурой. Во время разложения образуется также газообразный продукт реакции, который удаляется из камеры с потоком поступающего газа вакуумными насосами. Покрытия, получаемые методом CVD, зависят от следующих параметров процесса: температура подложки, давления в рабочей камере, состава и/или пропорционального соотношения рабочих газов, наличие/отсутствие катализатора. Также часто во время синтеза необходимо наличие катализаторов, так, к примеру, для роста углеродных трубок чаще всего используют металлы [5], а для роста алмаза необходим затравочный слой из искусственного алмаза [6]. Синтез последнего, на данный момент, имеет ряд ограничений, к примеру, площадь кристаллов составляет не более 5 x5 мм, либо необходим затравочный слой из суспензии монокристаллического алмаза, по причине того, что пленка, которая растет на поверхности, повторяет кристаллографическую ориентацию подложки. Это означает, что происходит ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Кроме этого, используются вариации установки с горизонтальным или вертикальным расположением CVD-реактора. К минусам этого метода можно отнести высокую температуру синтеза, а также необходимость проведения подбора каталитического подслоя.

В последнее время перспективным является метод лазерной абляции, основа которого была заложена в 1996 году [7]. Этот метод предполагает конденсацию атомов углерода, полученных из лазерного испарения графитовой мишени. Структура растущей пленки зависит от длительности импульса лазерного излучения.

Характер взаимодействия лазерного облучения и последующие процессы определяются параметрами падающей волны и свойствами материала мишени. Отклик электронов проводимости зависит от длины

волны Д падающего излучения. С помощью лазерного облучения можно достичь температур на поверхности мишени выше температуры плавления графита, а именно до 10000 °С. Углерод помещается в трубчатую печь, нагретую до 1200 °С. Во время лазерной абляции, поток инертного газа пропускается через камеру роста. Под воздействием непрерывного лазерного облучения происходит интенсивная газификация мишени с формированием струи продуктов абляции, направленной навстречу лазерному пучку и потоку гелия (который обдувает систему). Для защиты входной оптики от этой струи служит специальная диафрагма, которая устанавливается внутри реакционной трубы. С помощью этой диафрагмы струя продуктов абляции разворачивается и направляется вдоль стенок реактора к выходу из него. Существует две основные разновидности метода: импульсная [8] и непрерывная [9] работа лазера. В последнее время чаще используют импульсный режим работы. Кроме этого, есть деление на использование катализаторов. Главным фактором, влияющим на режим абляции материала, является плотность мощности лазерного излучения. Кроме этого, варьирование параметрами лазерного излучения позволяет тонко регулировать процесс формирования наноструктур. К недостаткам метода можно отнести высокую температуру синтеза (порядка 1500 °С) (следует отметить, что снижение температуры на 200 °С может привести к образованию большого количества дефектов в структуре); сложность и дороговизну применяемых лазерных технологий, а также необходимость использования катализаторов.

В 60-е годы был предложен способ химического синтеза углеродных пленок, ориентированный на создание одномерных углеродных цепочек на основе Бр связи. Углеродные цепочки могут содержать как кумуленовые (=С=С=)П, так и полииновые (-С=С-)П фрагменты. Один из химических методов заключается в пропускании ацетилена в водно-аммиачный раствор соли Си(11), где наблюдается быстрое образование черного порошкообразного осадка, полиацетиленидов меди. В результате описанного

химического процесса были получены углеродные цепочки с Бр связями и длиной в 18 атомов углерода, так и был открыт карбин [1]. Вероятно, концевые атомы меди стабилизируют полиины за счет комплексообразования. Ионы Си2+ в таких линейных фрагментах являлись стабилизаторами цепочечной структуры, образуя смесь различных полиинов и полиацетиленидов меди различной молекулярной массы. Дополнительное окисление получающихся на этой стадии продуктов (с помощью FeCl3 или К3[Ре(С№)6]) приводит к образованию полиинов с удвоенной молекулярной массой. Последние уже не взрываются при нагревании, но содержат большое количество меди. В полиине, очищенном от меди и примесей других компонентов реакционной среды, содержание углерода было порядка 90%. Лишь многочасовое нагревание образцов полиина при 1000 °С в вакууме позволило получить аналитически чистые образцы а-карбина. Подобная обработка приводит не только к очистке, но и к частичной кристаллизации полиацетилена.

Кумуленовая модификация карбина (в-карбин) была получена по специально разработанному Сладковым [1] двухстадийному методу. На первой стадии проводилась поликонденсация недооксида углерода (С3О2) с димагний-дибром-ацетиленом, по типу реакции Гриньяра с образованием полимерного гликоля. На второй стадии этот полимерный гликоль восстанавливался действием хлорида двухвалентного олова в кислой среде. Высокомолекулярный кумулен представляет собой нерастворимый темно-коричневый порошок с развитой удельной поверхностью. При многочасовом нагревании при 1000 °С и пониженном давлении поликумулен частично кристаллизуется. В полученном после такого отжига продукте с помощью ПЭМ были обнаружены два типа монокристаллов, соответствующих а- и в-модификациям карбина.

Кроме этого, существует и другой химический подход, основанный на реакции твердофазной топохимической полимеризации диацетиленовых фрагментов. Сложность заключается в том, что реакция протекает в твердой

фазе в пределах совершенной кристаллической решетки. Также эта реакция часто нуждается в катализаторе, в роли которого может выступать либо температурный нагрев, либо высокоэнергетическое излучение (к примеру, поток нейтронов) [10]. В работе [11] рассматривается ещё один химический подход к синтезу. Одним из наиболее распространенных маршрутов к получению кумуленов является реакция катализируемой димеризации металла согласно схеме, представленной на рис.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иваненко Илья Петрович, 2022 год

Список цитированной литературы:

1. А.М. Сладков, «Карбин-третья аллотропная форма углерода», Изд. Наука, 2003, с. 152.

2. V.G. Babaev, M.B. Guseva, N.D. Novikov, V.V. Khvostov and P. Flood, «Carbon Material with a Highly Ordered Linear-Chain Structure», Polyynes Synthesis, Properties, and Applications edited by Franco Cataldo, Taylor & Francis, Boca Raton, p.219, 2006.

3. Kulikovsky V., Bohac P., Franc F., Deineka A., Vorlicek V., Jastarbik L., Diamond and Related Materials. 2001. V. 10. P. 1076-1081.

4. Yurkov A. N., Melnik N. N., Sychev V. V., Savranskii V. V., Vlasov D. V., Konov V. I., Bulletin of the Lebedev Physics Institute, Vol. 38, No. 9, pp. 28-34, 2011.

5. Н.И. Алексеев, «О морфологии углеродных нанотрубок, растущих из каталитических частиц: формулировка модели», Физика твердого тела, том 48, вып. 8, с.1518-1526, 2006.

6. А.Л. Вихарев, А.М. Горбачев, М.П. Духновский, А.Б. Мучников, А.К. Ратникова, Ю.Ю. Федоров, «Комбинированные подложки из поли- и

монокристаллического CVD-алмаза для алмазной электроники», Физика и техника полупроводников, том 46, вып. 2, с. 274-277, 2012.

7. Фес, А., Ли, Р., Николаев, П., "Кристаллические связки металл -углеродных нанотрубок ", Наука, 273, p483, 1996г.

8. Е. М. Толстопятов, «Лазерная абляция полимеров (обзор)», Полимерные материалы и технологии, №1, с.6-20, 2016.

9. Г.И. Козлов, И.Г. Ассовский, «Синтез одностенных углеродных нанотрубок в расширяющемся парогазовом потоке продуктов лазерной абляции графита с катализатором», ЖТФ, том 73, вып. 11, с. 76-82, 2003.

10. Щеголихин А.Н., «Исследование динамики твердофазных реакция и структурных переходов в органических кристаллах методами колебательной спектроскопии», диссертационная работа, Москва, 2011.

11. Johanna A. Januszewski and Rik R. Tykwinski, «Synthesis and properties of long [n]cumulenes (n > 5)», Chem. Soc. Rev.,43, 3184, 2014.

12. G. Binnig, H. Rohrer — Scanning tunneling microscopy. Helv. Phys. Ada, v. 55, № 6, p. 726-735A982.

13. Г. Бинниг, Г. Рорер. Сканирующая туннельная микроскопия - от рождения к юности - Нобелевские лекции по физике - 1996. УФН, т. 154 (1988), вып.2, с. 261.

14. J. Tersoff and D.R. Hamann - Theory and application for scanning tunneling microscope. Phys. Rev. Lett. v. 50, p. 1998-2001 (1983). And J.Tersoff and D. R. Hamann - Theory of the scanning tunneling microscope. // Phys. Rev. B, v. 31 (2), 805-813(1985). And J. Tersoff - Method for the calculation of scanning tunneling microscope images and spectra. // Phys. Rev. B, v. 40 (17), 11990-11993 (1989).

15. J.G. Simmons - Electric tunnel effect between dissimilar electrodes separated by a thin insulating film, J. Appl. Phys., 34, 2581 (1963).

16. Г.Е. Пикус, «Основы теории полупроводниковых приборов», М.: Наука, 1965, с. 448.

17. J. G. Simmons, J. Appl. Phys., 1963, V. 34, 1793.

18. J. G. Simmons, J. Appl. Phys., 1963, V. 34, 238.

135

19. «Фундаментальные основы процессов химического осаждения пленок и структур для наноэлекроники» ред. Т.П. Смирнова, г. Новосибирск, 2013.

20. I. Bertoti, Characterization of nitride coatings by XPS, Surface & Coatings Technology, 2002, vol.151-152, p.194-20.

21. Н.А. Петров, Л.В. Яшина, методическая разработка «Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия», г. Москва 2011.

22. P. Merel, M. Tabbal, M. Chaker, S. Moisa, and J. Margot, «C1s high resolution XP spectra of graphite, nanodiamond, and graphite samples with increasing laser power treatment», Appl. Surf. Sci., 136, 105, 1998.

23. Физическая энциклопедия, Глав. редактор А.М. Прохоров, М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1992, Т. 3.

24. Watts, John F., An introduction to surface analysis by XPS and AES, John F. Watts, John Wolstenholme, Chichester: Wiley, 2003.

25. В.Г. Лифшиц, Процессы на поверхности твердых тел, В.Г. Лифшиц, С.М. Репинский. Владивосток: Дальнаука, 2003.

26. www.scirus.com

27. A. Galuska, Electron spectroscopy of graphite, graphite oxide and amorphous carbon, А. Galuska, H. Madden, R. Allred, Surface Scince, 1988,V. 32, p. 253272.

28. Y. Mizokawa, Comparison of the C KLL first-derivative auger spectra from XPS and AES using diamond, graphite, SiC and diamond-like-carbon films, Surface Science, 1987, V. 182, p. 431-438.

29. А.П. Дементьев, Химическое состояние атомов углерода на поверхности наноалмазных частиц, Физика твердого тела, 2004, Т. 46, Вып. 4, с. 168-170.

30. М.М. Сущинский, «Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов», изд. Наука, Москва 1969г.

31. О. Маслова, «Спектры комбинационного рассеяния света углеродных наноситем», Lambert Academic Publishing, 2011, c.84.

32. Патент US6.355.350B1 Tetracarbon 2002.

33. М.Б. Гусева, В.Г. Бабаев, В.В. Хвостов, И.Ю. Коняшин, Ю.А. Коробов, Н.Д. Новиков, Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2007, №10, с.1-9.

34. Е.Е. Ашкинази, А.А. Шульженко, В.Г. Ральченко, А.П. Большаков, В.И. Конов, А.Н. Соколов, В.Г. Гаигин, Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент - техника и технология его изготовления, 2011, вып. 14, с. 288-292.

35. Shandong Li, Guangbin Ji, Zhigao Huang, Fengming Zhang, Youwei Du, Synthesis of chaoite-like macrotubes at low temperature and ambient pressure, Carbon, 45, 2007,p. 2946-2950.

36. A. C. Ferrari, J. C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K. S. Novoselov, S. Roth and A. K. Geim, PRL, 2006, 97, 187401.

37. Mingguang Yao, Vittoria Pischedda, Bertil Sundqvist, Thomas Wagberg, Mohamed Mezouar, Regis Debord and Alfonso San Miguel, PHYSICAL REVIEW B, 2011, 84, 144106.

38. В.Г. Удовицкий, PSE, 2009, v. 7, N. 4.

39. S. Costa, E. Borowiak-Palen, M. Kruszynska, A. Bachmatiuk, R J. Kalenczuk, Materials Science-Poland, 2008, Vol. 26, No. 2.

40. Shandong Li, Guangbin Ji, Zhigao Huang, Fengming Zhang, Youwei Du, Carbon, 2007, 45, p. 2946-2950.

41. Т.Д. Варфоломеева, С.В. Попова, А.Г. Ляпин, С.Г. Ляпин, В.В. Бражкин, Ю.П. Кудрявцев, С.Е. Евсюков, Письма В ЖЭТФ, том 66, вып. 4, с.237-242.

42. H. Kuzmany, P. Knoll, The Dispersion Effect of Resonance Raman Lines in trans-Polyacety\ene. In: Kuzmany H., Mehring M., Roth S., Electronic Properties of Polymers and Related Compounds. Springer Series in Solid-State Sciences, vol. 63. Springer, Berlin, Heidelberg.

43. V.M. Kobryanskii, Developments in Polyacetylene-Nanopolyacetylene, Parpa Technology Ltd., 2000, Vol.10, Num.6.

44. В.А. Марихин, И.И. Новак, В.Б. Кулик, Л.П. Мясникова, Е.И. Радованова, Г.П. Белов, Физика твердого тела, том 44, вып.6, 2002.

45. А.Д. Ременюк, Т.К. Звонарева, И.Т. Серенков, В.И. Сахаров, T.S. Perova, J. Veselyuk, Физика и техника полупроводников, том 44, вып. 8, 2010.

46. C. Ferrari, J. Robertson, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 2004, 362, p.2477-2512.

47. S.V. Krasnoshchekov, N.C. Craig, P. Boopalachandran, J. Laane, N.F. Stepanov, Anharmonic Vibrational Analysis of the Infrared and Raman Gas-Phase Spectra of s-trans- and s-gauche,3-Butadiene, J. Phys. Chem., 2015, V. 119, No. 43, p. 10706-0723.

48. F. Innocenti, A. Milani, C. Castiglioni, J. Raman Spectrosc., 2010, 41, p.226-236.

49. P. Tarakeshwar, P.R. Buseck, H.W. Kroto, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, p. 1675-1681.

50. S. Okada, M. Fujii, S. Hayashi, Carbon, 2011, 49, p. 4704 - 4709.

51. A. Milani, M.Tommasini, V. Russo, A. Bassi, A. Lucotti, F. Cataldo, C.S. Casari, Beilstein J. Nanotechnol., 2015, 6, p. 480-491.

52. S.E. Rodil, A.C. Ferrari, J. Robertson, S. Muhl, Thin Solid Films, 2002, 420 -421, p. 122-131.

53. A. Lucotti, M. Tommasini, W.A. Chalifoux, D. Fazzi, G. Zerbi, R.R. Tykwinski, J. Raman Spectrosc., 2012, 43, p.95-101.

54. http://www.nanoscopy.ru

55. В.В. Хвостов, И.П. Иваненко, О.А. Стрелецкий, Н.Д. Новиков, В.Г. Якунин, Н.Ф. Савченко, «Особенности туннельной проводимости пленок двумерно упорядоченного линейно-цепочечного углерода», Письма в ЖЭТФ, v. 97, iss. 4, p. 231, 2013.

56. N.S. Maslova, S.I. Oreshkin, V.I. Panov and S.V. Savinov, JETP LETTERS, Volume 67, Num. 2, 1998.

57. N. S. Maslova, Vu. N. Moiseev and S. V. Savinov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz.

58. No. 7, 524-528, 1993.

58. Т.К. Звонарева, В.И. Иванов-Омский, В.В. Розанов, Л.В. Шаронова, Сканирующая туннельная спектроскопия пленок a-C:H и a-C:H(Cu), полученных магнетронным распылением, Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 12.

59. K.S. Nakayama, M.G. Alemany, Tomoko Sugano et all, PRB, 2006, 73, 035330.

60. Z. Klushek, P. Kowalczyk, P.Byszewski, et all, Vacuum, 2001, 63, 145 150.

61. В.С. Фоменко, «Эмиссионные свойства материалов», Киев, Изд. «Наукова Думка», 1981.

62. А.О. Голубок, О.М. Горбенко, Т.К. Звонарева, С.А. Маслов, В.В. Розанов, С.Г. Ястребов, В.И. Иванов-Омский - Сканирующая туннельная микроскопия плёнок аморфного углерода, модифицированного медью. //Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 2.

63. В.И. Иванов-Омский, А.Б. Лодыгин, С.Г. Ястребов. Письма ЖТФ, 1999, 25(24), 66.

64. В.И. Иванов-Омский, С.Г. Ястребов, А.О. Голубок, С.А. Маслов, В.В. Розанов - Исследование поверхности пленок алмазоподобного углерода, легированного медью, Письма ЖТФ, 1998, 24(20), 28.

65. Yu.E. Prazdnikov, L.S. Lepnev, N.D. Novikov, A.D. Bozhko, Journal of Russian Laser Research., 2005, T. 26., № 3, p. 245-251.

66. W.A. Chalifoux, R.R. Tykwinski, Synthesis of polyynes to model the sp-carbon allotrope carbyne, Nat. Chem., 2010, 2, p. 967.

67. Heimann R.B., Kleiman J.I., Salansky N.M., Nature Lett., 1983, 306, 164.

68. Eldon G., Emberly and George Kirczenow, Phys. Rev. B, 60, 6028-6033, 1999.

69. E. Kano, M. Takeguchi, J. Fujita, A. Hashimoto, Direct observation of Pt-terminating carbyne on graphene, Carbon, 2014, 80, 382-386.

70. C. Arena, B. Kleinsorge, J. Robertson, W.I. Milne, M.E. Welland. J. Appl. Phys., 1999, 85 (3), 1609.

71. А.Ф. Александров , М.Б. Гусева , Н.Д. Новиков , Н.Ф. Савченко , О.А.

Стрелецкий , В.В. Хвостов , В.Г. Якунин , Сборник: Новые углеродные

139

материалы: получение, исследование, перспективы применения, 2013, с.10-30.

72. Schottky W., «Physikalische Zeitschrift», 1914, Bd 15, S. 872.

73. Е.А. Беленков, В.В. Мавринский, «Структура кристаллов идеального карбина», Кристаллография, 2008, т.53, №1, с.83-87.

74. ЦКП химического факультета МГУ http://www.center.chemnet.ru/equipment.html

75. Т.С. Кольцова, Ф.М. Шахов, А.А. Возняковский, А.И. Ляшков, О.В. Толочко, А.Г. Насибулин, А.И. Рудской, В.Г. Михайлов «Получение компактного материала алюминий-углеродные нановолокна методом горячего прессования», ЖТФ, 2014, т.84, вып.11.

76. I. Retzko, Wolfgang E.S. Unger, «Analysis of Carbon Materials by X-ray Photoelectron Spectroscopy and X-ray Absorption Spectroscopy», Adv.Eng.Mat., 2003, №7, pp. 519-522.

77. J.T. Titantah and D. Lamoen, «Technique for the sp2/sp3 characterization of carbon materials: Ab initio calculation of near-edge structure in electron-energy-loss spectra», PRB, 2004, 70, 075115.

78. ссылка на производителя ПО: http://www.casaxps.com

79. D. A. Shirley, Phys. Rev. B, 1972, 5, 4709.

80. Titantah J.T., Lamoen D. // Carbon. 2005. V. 43 P. 1311.

81. Haerle R., Riedo E., Pasquarello A., Baldereschi A. // Phys. Rev. B. 2001. V. 65. P. 045101.

82. A.P. Dementjev, A. de Graa, M.C.M. van de Sanden, K.I. Maslakov, A.V. Naumkin, A.A. Serov, «X-Ray photoelectron spectroscopy reference data for identification of the C N phase in carbon-nitrogen films», Diamond and Related Materials, 2000, 9, pp. 1904-1907.

83. J. Ritsko, «Momentum-dependent dielectric function of polyacetylene», PRB, 1982, V.26, N4, pp.2192-2197.

84. A. Bratt and A.R. Barron, «XPS of Carbon Nanomaterials», OpenStax-CNX module: m34549.

85. А.Ф. Зацепин, Е.А. Бунтов, Д.А. Зацепин, Д.А. Бокизода, М.Б. Гусева, М.П. Вяткина, А.В. Касьянова, Плазменный синтез и РФЭС-аттестация тонкопленочных углеродных покрытий с заданной sp-гибридизацией, Ядерная физика и инжиниринг, 2018, т.9, №1, с.94-98.

86. Daniels J. in Optical Constants of solids by Electron Spectroscopy, Hohler, G., Ed. Springer Tracts in Modern Physics. Berlin: Springer-Verlag, 1970, p. 127.

87. Ritsko J.J., Mele E.J., Heeger A.J., MacDiarmid A.G., Ozaki M. // Phys. Rev. Lett. 1980. V.44. P.1351. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.44.1351

88. Ritsko J.J., Crecelius G., Fink J. // Phys. Rev. B. 1983. V.27. P. 4902. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.27.4902

89. D.W. Boukhvalov, I.S. Zhidkov, E.Z. Kurmaev, E. Fazio, S.O. Cholakh, L. D'Urso, «Atomic and electronic structures of stable linear carbon chains on Agnanoparticles», Carbon, 2018, 128, pp. 296-301.

90. А.М. Shikin, G.V. Prndnikova and Y.K. Adamchuk, Jornal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 1994, 68, pp. 413-418.

91. Kohn W. // Rev. Mod. Phys., 1999, 71, p. 12536.

92. Korshak V.V., Kudryavtsev Yu P., Khvostov V.V., Guseva M.B., Babaev V.G., Rylova O.Yu, Carbon, 1987, Vol.25, N.6, pp. 735-738.

93. http://www.tisncm.ru/

94. Anderson R. M. Comparison of FIB TEM specimen preparation Methods, Microscopy and Microanalysis, 2002, N. S02, pp. 44-45.

95. https://www.fei.com/products/dualbeam/helios-g4-ux-for-materials-science/

96. Robert B. Heimann // Polyynes. Synthesis, Properties, and Applications, «Epitaxial Growth by D.c. Magnetron Sputtering of Carbyne (Chaoite) Microcrystals on CVD-Deposited Polycrystalline Diamond», 2005, pp.37-52.

97. Мартынов М.А., Вылегжанина К.А., Рентгенография полимеров: Методическое пособие для промышленных лабораторий. Ленинград, изд. Химия, 1972. 96 с.

98. http://gaussian.com

99. C. Moller, M.S. Plesset, Note on an Approximation Treatment for Many-Electron Systems, Phys. Rev., 1934, v.46, p.618-622.

100. M. L. Leining, W. D. Allen, H. F. Schaefer, C. D. Sherrill, Is Moller-Plesset perturbation theory a convergent an initio method? J.Chem.Phys., 2000, v. 112(21), p.9213, 9222.

101. T. Helgaker, P. Jorgensen, J. Olsen, Molecular Electronics Structure Theory, Wiley, 2000.

102. C. J. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, Chichester: John Wiley & Sons, Ltd., 2002, p.207-211.

103. J. B. Foresman, Eleen Frisch, Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, Pittsburg, PA: Gaussian Inc., 1996, p. 267-271.

104. A. Szabo, S. O. Neil, Modern Quantum Chemistry, Mineola, New York: Dover Publications, Inc., 1996, p.350-353.

105. M. Head-Gordon, J. A. Pople, M. J. Frish, MP2 energy evaluation by direct methods, Chem. Phys. Lett., 1988, v.153, p.503-506.

106. M. J. Frish, M. Head-Gordon, J. A. Pople, A direct MP2 gradient method. Chem.Phys.Lett., 1990, v.166, p.275-280.

107. M. J. Frish, M. Head-Gordon, J. A. Pople, Semi-direct algoritms for the MP2 energy and gradient. Chem.Phys.Lett., 1990, v.166, p.281-289.

108. G. W. Trucks, E. A. Salter, C. Sosa, R. J. Bartlet, Theory and implementation of the MBPT density matrix. An application to one-electron properties, Chem.Phys.Lett., 1988, v.147, p.359-366.

109. G. W. Trucks, J. D. Watts, E. A. Salter, R. J. Bartlet, Analytical MBPT (4) gradients. Chem.Phys.Lett., 1988, v.147, p.490-495.

110. R. Krishnan, J. A. Pople, Approximate fourth-order perturbation theory of the electron correlation energy. Int. J.Quant.Chem., 1978, v.14, p.91.

111. A. D. Becke, A new mixing of Hartree - Fock and local density-functional theories.J.Chem.Phys, 1993, V.98., p.1372- 377.

112. C. Fiolhais, F. Nogueira, M. Marques, A Primer in Density Functional Theory, Springer, 2003, p.60.

113. В. Кон, Нобелевская лекция, Электронная структура вещества -волновые функции и функционалы плотности, УФН., 2002, т.172, №3,с.336-344.

114. W. Kohn, Nobel Lecture, Electronic structure of matter - wave functions and density functionals. Reviews of Modern Physics, 1999, v.71, N 5, p.1253-266.

115. R. Hochenberg, W. Kohn, Inhomogeneous Electron gas, Phys. Rev., 1964, v.136, p. B864-B871.

116. R. G. Parr, W. Yang, Density - Functional Theory of Atoms and Molecules. Oxford: Oxford University Press.1994.

117. A.D. Becke, Density - functional exchange - energy approximation with correct asymptotic behavior. Phys. Rev., 1988, B 38, p.3098-3100.

118. Pulay P., Mol. Phys. - 1969. - 17. - P. 197.

119. Wadt W.R., Hay P.J. Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for main group elements Na to Bi. J. Chem. Phys. 1985. V. 82. P. 284-298.

120. В.Г. Цирельсон, Квантовая химия. Молекулы, молкулярные системы и твердые тела: учебное пособие для вузов. М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010, с.496.

121. С. В. Краснощеков, Н. Ф. Степанов, Ангармонические силовые поля и теория возмущений в интерпретации колебательных спектров многоатомных молекул, Ж. Физ. Хим. 2008. Т. 82. № 4. С. 690701.

122. S. V. Krasnoshchekov, E. V. Isayeva, N. F. Stepanov, Numerical-Analytic Implementation of the Higher-Order Canonical Van Vleck Perturbation Theory for the Interpretation of Medium-Sized Molecule Vibrational Spectra, J. Phys. Chem. A 2012, V. 116., No. 14, p. 3691-3709.

123. S. V. Krasnoshchekov, N. C. Craig, P. Boopalachandran, J. Laane, N. F. Stepanov, Anharmonic Vibrational Analysis of the Infrared and Raman Gas-Phase Spectra of s-trans- and s-gauche-1, 3-Butadiene, J. Phys. Chem., 2015, V. 119, No. 43, P. 10706-10723.

124. Y. N. Panchenko, Y. N. Krasnoshchiokov, C. W. Bock, Abinitio vibrational analysis of 3 rotamers of 2-propen-1 -imine, H2C=CH_HC=N_H, and methanimine, H2C=N_H Journal of Computational Chemivaly, 1988, V. 9, No. 5, p. 443-454.

125. С. В. Краснощеков, В. В. Нечаев, Е. В. Исаева, Н. Ф. Степанов, Расчет ангармонической интенсивности в колебательных спектрах комбинационного рассеяния и полная интерпретация колебательного спектра транс-1 ,3-бутадиена, Вестник МГУ, серия 2 Химия, 2010, Т. 51, №1, с.27-37.

126. О.Е. Квятковский, И.Б. Захарова, В.М. Зиминов, Ab initio расчеты супрамолекулярных комплексов фуллерена C60 с CdTe и CdS, ФТТ, 2014, том 56, вып. 6, с.1240-1245.

127. M. Tommasini, D. Fazzi, A. Milani, M. Del Zoppo, C. Castiglioni and G. Zerbi, Intramolecular Vibrational Force Fields for Linear Carbon Chains through an AdaptativemLinear Scaling Scheme, J. Phys. Chem. A 2007, 111, p. 1164511651.

128. H. Tabata, M. Fujii, S. Hayashi, T. Doi, T. Wakabayashi, Raman and surface-enhanced Raman scattering of a series of size-separated polyynes, Carbon 44 (2006), p. 3168-3176.

129. M. Liu, V. I. Artyukhov, H. Lee, F. Xu and B. I. Yakobson, Carbyne From First Principles: Chain of C atoms, a Nanorod or a Nanorope, ACS Nano,2013.

130. M. Kertesz and S. Yangw, Energetics of linear carbon chains in one-dimensional reвалicted environment, Physical Chemiвалy Chemical Physics, 2008.

131. S. Yang and M. Kertesz, Linear Cn Clusters: Are They Acetylenic or Cumulenic?, J. Phys. Chem. A 2008, 112, p.146-151.

132. http:// gaussian.com/basissets/

133. Е.В. Бутырская, Компьютерная химия: основы теории и работа с программами Gaussian и GaussView, Изд. Солон-пресс, 2011.

134. http://magicplot.com/

135. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, Физика и техника полупроводников, том 52, № 6, 2018.

136. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 64, 075414, 2001.

137. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61, 14095, 2000.

138. A.N. Obraszov, A.P. Volkov I.Yu. Pavlovsky. JETP Lett., 68, 56,1998.

139. A. Milani, M. Tommasini, V. Russo, A. Li Bassi, A. Lucotti, F. Cataldo, S. Carlo. Beiltein J. Nanotechnol., 6, 480, 2015.

140. J.A. Lenz, C.A. Perottoni, N.M. Balzaretti, J.A.H. da Jornada. J. Appl. Phys., 89, 8284 (2001).

141. Sh. Li, G. Ji, Zh. Huang, F. Zhang, Y. Du. Carbon, 45, 2946, 2007.

142. H. Kuzmany, P. Knoll. Springer Ser. Sol. St. Sci., 63, 114, 1985.

143. M. Chhowalla, A.C. Ferrari, J. Roberston, G.A.J. Amaratunga. Appl. Phys. Lett., 76, 1419, 2000.

144. F. Cataldo, D. Capitani. Mater. Chem. Phys., 59, 225, 1999.

145. L. Kavan, J. Hlavaty, J. Kastner, H. Kuzmany. Carbon, 33, 1321, 1995.

146. A.V. Baranov, A.N. Bekhterev, Y.S. Bobovich, V.I. Petrov. Opt. Spectrosc. (USSR), 62, 613, 1987.

147. J.G. Korobova, D.I. Bazhanov. JETP Lett., 93, 730, 2011.

148. И.П. Иваненко, С.В. Краснощеков, А.В. Павликов, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 7, 2018.

149. Becke, A. D. Density-Functional Thermochemistry. III. The Role of Exact Exchange. J.Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.

150. Lee C., Yang W., Parr R. G., Development of the Colle-Salvetti Correlation-Energy Formula into a Functional of the Electron Density. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785-789.

151. Neese, F. The Orca Program System. WIREs Comput. Mol. Sci. 2012, 2, 7378.

152. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.;

Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; et al.

Gaussian 09, revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.

145

153. https://bse.pnl. gov/bse/portal

154. Hay, P. J.; Wadt, W. R. Ab initio Effective Core Potentials for Molecular Calculations. Potentials for K to Au Including the Outermost Core Orbitals. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299-310.

155. A. Daniel Boese, W. Klopper, J. M. L. Martin, Assessment of Various Density Functionals and Basis Sets for the Calculation of Molecular Anharmonic Force Fields, Int. J. of Quant. Chem., 104 (2005), p.830.

156. E. A. Buntov, A. F. Zatsepin, M. B. Guseva, Yu. S. Ponosov, 2D-ordered kinked carbine chains: DFT modeling and Raman characterization, Carbon, 117 (2017) pp.271-278.

157. C.S. Casari, A. Li Bassi, A. Baserga, L. Ravagnan, P. Piseri, C. Lenardi, M. Tommasini, A. Milani, D. Fazzi, C.E. Bottani, P. Milani. Phys. Rev. B, 77, 195444, 2008.

158. Eugenio Cinquanta, Luca Ravagnan, Ivano Eligio Castelli, Franco Cataldo, Nicola Manini, Giovanni Onida, and Paolo Milani, The Journal of Chemical Physics 135, 194501, 2011.