Влияние электрон-фононного взаимодействия на свойства поверхности наноалмазов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.02, кандидат физико-математических наук Рейх, Константин Викторович

• Рейх, Константин Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рейх, Константин Викторович

Оглавление

Введение

1 Обзор свойств поверхности наноалмазных частиц

1.1 Получение наноалмазов

1.2 Поверхность наноалмазных частиц

1.3 Сопротивление Капицы между металлом и диэлектриком

1.4 Полевая эмиссия из наноалмазов

1.5 Взаимодействие электронов и фононов в локальной области

2 Строение поверхности наноалмазных частиц и их оптические свойства

2.1 Строение поверхности наноалмазных частиц

2.2 Эффективный гамильтониан для электрона на поверхности наиоал-маза

2.3 Оптическая проводимость поверхности наноалмаза

2.4 Оптическое поглощение в суспензии наноалмазов. Сравнение теории

и эксперимента

3 Взаимодействие электронов и фононов в локальной области

«3.1 Эффективный Гамильтониан и собственная энергетическая часть

для электрона

3.2 Эффективный потенциал при локальном электрон-фононном взаимодействии

3.3 Мнимая часть собственно-энергетической части для электрона

3.4 Амплитуда рассеяния и сечения рассеяния

3.5 Выводы

4 Эмиссия из углеродных наноструктур

4.1 Описание модели

4.1.1 Численые расчеты

4.1.2 Аналитический метод

4.2 Сравнение модели с имеющимися экспериментальными данными

4.2.1 Низкие эффективные работы выхода

4.2.2 Высокие эффективные температуры

4.3 Выводы

5 Тепловое сопротивление на границе металла и диэлектрика

5.1 Модель

5.1.1 Гриновские функции в отсутствии взаимодействия

5.1.2 Электронная гриновская функция

5.1.3 Фононная гриновская функция

5.1.4 Перенормировка константы взаимодействия

5.2 Формула Кубо для теплового сопротивления

5.3 Выводы

Заключение

Публикации автора по теме диссертации

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние электрон-фононного взаимодействия на свойства поверхности наноалмазов»

Введение

Актуальность темы диссертации. Наноалмазы детонационного синтеза (ДНА) являются одной из немногих углеродных наноструктур, которые производятся в промышленных масштабах [1]. В основном ДНА применяют как абразивные материалы, благодаря таким их свойствам, как коммерческая доступность, химическая инертность и прочность. Однако в последнее пятилетие, частицы детонационного наноалмаза стали привлекать все большее внимание, благодаря другим, не менее замечательным свойствам. Так, алмазные иаиочастицы, в силу их биосовместимости [2], обладают существенным преимуществом перед полупроводниковыми квантовыми точками в качестве маркеров [3], а также в качестве переносчиков в системах доставки лекарственных препаратов [4]. Проводятся интенсивные исследования азотно-вакансионного дефекта в наноалмазах [5,6], как наиболее вероятной основы для кубитов в квантовом компьютере. Кроме того, частицы детонационных наноалмазов привлекают внимание в качестве носителей катализаторов [7], полевых эмиттеров электронов [8], основой для тенлоироводящих композитов [9], они могут найти применение во многих других областях (смотри обзор [10]).

Во всех перечисленных применениях существенную роль играет поверхность частицы наноалмаза. Это является естественным следствием возрастания доли атомов находящихся на поверхности, к атомам находящихся в объеме при уменьшении размеров частиц. Так, недавно [11,12] было обнаружено, что особенности структуры поверхности наноалмазов существенно влияют на оптические свойства МУ~ дефектов, хотя сами дефекты находятся в ядре наноалмазной частицы. В

этой связи является актуальным изучение поверхностных свойств наноалмазных частиц.

Однако необходимо отметить, что т.к. в процессе синтеза, частицы наноалма-зов агломерируют , из-за сильного взаимодействие между наночастицами [13,14], коммерчески доступные порошки и суспензии наноалмазов до самого последнего времени представляли собой агломераты со средним размером частиц 100-200 нм [1,15,16]. Недавно, в нескольких лабораториях мира удалось разработать методы разделения агломератов и получить суспензии наноалмазов со средним размером частиц около 4 пт [10,17,18].

Все это позволило обратиться к экспериментальному исследованию отдельных алмазных наночастиц только недавно, и пока не существует общепризнанных представлений о многих поверхностных свойствах таких частиц. Во-первых, как это не удивительно, не существует общепризнанной модели поверхности 4-нм частиц. Хотя, как было сказано выше, понимание поверхностных свойств наноалмазных частиц является критически важным, как в дальнейших научных исследованиях наноалмазов, так и в чисто технологических применениях. Во-вторых, хотя уже промышленно производят композиты металл-алмаз, как материал для тешгоотвода, остается непонятным, как энергия от основных носителей тепла в алмазе - фононов передается к основным носителем тепла в металле - электронам, а главное, как сделать этот процесс наиболее эффективным. Еще одним, наименее понятным поверхностным свойством наноалмазов, является нолевая эмиссия из таких частиц, которая наблюдается при напряженности полей существенно меньших чем для металлов.

Сказанное выше определяет актуальность темы диссертации, и позволяет перейти к формулировке цели исследования.

Целью диссертации является изучение свойств поверхности наноалмазов обусловленных электронными процессами, происходящими на поверхности и влияния на эти процессы электрон-фононного взаимодействия.

Научная новизна работы:

1. Показано, что оптические свойства наноалмазов существенно зависят от структуры поверхности. Сформированы представления о структуре поверхности наноалмазов и на этой основе объяснено оптическое поглощение, наблюдаемое в суспензиях наноалмазов.

2. Рассмотрен эффект передачи тепла между основными носителями тепла в диэлектрике-фононов к основным носителям в металле - электронам при произвольных параметрах электрон-фононного взаимодействия, в широком диапазоне температур.

3. Рассмотрено влияние электрон-фононного взаимодействия на распределение эмитированных электронов по энергии при полевой эмиссии из наноалмаз-ных пленок.

4. Изучено влияние локального электрон-фононного взаимодействия на транспортные характеристики электронов.

Практическая значимость работы. Предложен способ увеличения теплопроводности композитов на основе металл-диэлектрик, а также предложена структура, наиболее эффективно отводящее тепло от металлов. Предлагается, для уменьшения теплосопротивления на границе проводящего и не проводящего материалов вставлять тонкий слой материала, с размером порядка нескольких нм, с сильным электрон-фононным взаимодействием. Кроме этого, предлагается оптимальная структура эмиссионного центра на основе наноалмазов, из которых наблюдается полевая эмиссия при напряженноетях полей существенно меньших, чем для металлов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Оптическое поглощение суспензий наноалмазов объясняется электронными переходами на поверхности наноалмазных частиц.

2. Влияние электрон-фононного взаимодействия на поверхности наноалмазных частиц приводит к уширению распределения эмитированных электронов по энергии.

3. Сопротивление Капицы на границе металл-диэлектрик при малых температурах и/или параметрах электрон-фононного взаимодействия мало, а при росте этих величин выходит на насыщение.

4. Взаимодействие электронов и фононов в локальной области приводит к резонансному неупругому рассеянию электронов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинарах лабораторий Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе, Российской конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы современной физики" (Москва,

2006), а также на международных конференциях: "ICNDST ancl ADC" (North Carolina, USA, 2006), "Nanocarbon and Nanodiamond" (Санкт-Петербург, Россия, 2006), "New Diamond and Nano Carbons" (Osaka, Japan. 2007), "Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies" (Nagano, Japan,

2007), "Materials Research Society Meeting" (Boston, USA, 2007), "Detonation Nanodiamonds: Technology, Properties and Applications" (Санкт-Петербург, Россия

2008),"Rusnanotech08" (Москва, Россия, 2008), "Rusnanotech09" (Москва, Россия,

2009), "Diamond 2009" (Athens, Greece, 2009), "Аморфные и микрокристаллические полупроводники" (Санкт-Петербург, Россия, 2010), "NAN02010", (Rome, Italy,

2010).

Публикации. По результатам исследований, проведенных в диссертации, опубликовано 7 статей в реферируемых российских и зарубежных журналах из списка ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 101 страницу текста, включая 19 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 124 иаименова-

ния.

Первая глава "Обзор свойств поверхности наноалмазных частиц" посвящена рассмотрению предлагаемых в литературе структур поверхности наноалмазов. Сравнению этих моделей с доступными на сегодняшний день экспериментальными данными, прежде всего оптическими данными по поглощению. Рассмотрены два важных, с технической точки зрения, эффекта в которых проявляются свойства поверхности наноалмаза. Во-первых, показано, что не существует модели наиболее полно описывающей свойства полевой эмиссии из наномалмазов. Во вторых, описано современное состояние по исследованию теплопроводности наноалмазных композитов, выявлено, что не существует модели наиболее корректно описывающей процесс передачи тепла между металлом и алмазом.

Во второй главе "Структура поверхности наноалмаза и ее оптические свойства" было выдвинуто предположение, что на поверхности наноалмазов, из -за реконструкции поверхности, образуются углеродные димеры во многом аналогичные цепочкам Панди (2x1) на поверхности объемного алмаза. На основе этих представлений удалось объяснить все экспериментально наблюдаемые особенности в поглощении суспензий наноалмазов. В то время как алмазное ядро не поглощает свет в видимой области спектра, димеры на поверхности алмазного ядра поглощают свет во всем диапазоне оптических длин волн, к тому же в спектре их поглощения имеется две особенности при энергиях близких к 1.5 эВ и 5 эВ.

В третьей главе "Электрон-фононное взаимодействие в локальной области" рассмотрен случай электрон-фононного взаимодействия в ограниченной нанораз-мерной области. На основе модифицированного гамильтониана Фрелиха для такого случая была рассчитана собственно энергетическую часть для электрона, а затем сечения упругого и неупругого рассеяния. Обнаружены новые эффекты: в ограниченной наноразмерной области возникает связанное состояние; происходит резонансное упругое рассеяние электронов и даже при малых энергиях электронов возможно сильное неупругое рассеяние на этом состоянии. Определено влияние

эффектов рассеяния на независящее от магнитного поля время дефазировки, в частности в углеродной нанотрубке декорированной наноалмазами.

Четвертая глава "Полевая эмиссия из углеродных наноструктур на основе наноадмазов детонационного синтеза" посвящена рассмотрению влияния различных факторов на полевую эмиссию из углеродных наноструктур, на основе наноадмазов детонационного синтеза. Так, показано, что эффективные температуры эмитированных электронов определяются температурой Дебая фононов алмазо-подобных областей. Эффективная работа выхода мала, по сравнению с реальной работой выхода, из- за увеличения электронной плотности в эмиссионном центре. Эти выводы были сделаны при рассмотрении электрон-фононного взаимодействия на основе нелинейного уравнения Шредингера и его решения в виде солитона. Стало понятно, как величины эффективной работы выхода и эффективной температуры связаны с параметрами углеродных наноструктур. При этом удалось избежать сильного изменения энергетических параметров эммитирующей системы, которое не подтверждается в эксперименте, например по фотоэффекту. Этим предлагаемая модель отличается от всех ранее рассматривавшихся моделей. Наш результат демонстрирует, что взаимодействие фононов с электронами в эмиссионном центре определяет полевую эмиссию.

Пятая глава "Теплопроводность на границе металл-диэлектрик". Исследовано поведение электронов и фононов в полубесконечных Ш системах, при учете локального взаимодействия между ними. Получен и проанализирован аналитический вид спектральных функций электронов и фононов в такой системе. В частности, рассмотрены вопросы об упрочнении и размягчении фононных мод, ренормализации константы электрон-фононного взаимодействия. На основе полученных результатов рассчитана константа теплового сопротивления на границе электронной и фононной системы и рассмотрена ее зависимость от ренормализо-ванной константы электрон-фононного взаимодействия. Все результаты получены в адиабатическом пределе, в нескольких важных случаях таких как: наполовину

заполненная и незаполненная зона проводимости, при температурах как больших, так и меньших характерных фононных частот. При этом задача была рассмотрена при любых константах электрон-фононного взаимодействия, как в слабом, так и сильном пределе. Показано, что тепловое сопротивление уменьшается при увеличении коэффициента электрон-фононного взаимодействия и/или температуры, при больших значениях этих параметров, тепловое сопротивление на границе перестает зависеть от этих величин. Полученные результаты согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

В Заключении обобщены основные результаты работы.

Формулы, рисунки и таблицы диссертации нумеруются по главам, нумерация литературы единая для всего текста.

Заключение диссертации по теме «Теоретическая физика», Рейх, Константин Викторович

5.3 Выводы

Таким образом, нам удалось "просуммировать" в адиабатическом случае решение для Гриновской функции электрона, получаемое методом СЛш. Был получен аналитический вид для плотности состояний электронов и фононов в одномерной системе, при локальном электрон-фононном взаимодействии.

Рассмотрев фононную плотность состояний, мы можем теперь утверждать, что, по мере увеличения константы локального электрон-фононного взаимодействия в металлическом случае, происходит упрочнение низкоэнергетических фононов и размягчение высокоэнергетических фононов.

В полуметаллическом случае происходит размягчение высокоэнергетических фононов, а для низкоэнергетических фононов возможна как упрочнение так и размягчение фононов. Эти эффекты должны проявляться, как например в [124], на рамановских спектрах подобных систем.

В принципе, предложенная схема расчета теплового сопротивления на границе электронной и фононной подсистемы, применима при любых параметрах системы, как в адиабатическом так и в неадиабатическом случаях.

Для улучшения теплопроводности границы между металлическими и диэлектрическим материалом можно вставить дополнительный слой. В зависимости от коэффициента электрон-фононного взаимодействия в этом буферном слое, теплопроводность всей системы будет существенно изменяться. Из сделанных выкладок в адиабатическом случае ясно, что, чем больше температура или коэффициент взаимодействия, тем больше будет проводимость, однако увеличение не будет продолжаться до бесконечности, а выходит на насыщение.

Этот вывод относится и к полуметаллическому случаю, т.е. контактам, например, нанотрубка - диэлектрик. Существенное отличие от металлического случая должно наблюдаться как в резкой зависимости от коэффициента электрон-фононного взаимодействия - при коэффициентах больше критического теплопроводность резко растет, так и в характерных величинах этой проводимости.

Заключение

В диссертации получены следующие основные результаты:

1. Предложена модель поверхности наноалмазной частицы, на которой за счет реконструкции образуются димеризованные цепочки. Выведен, с учетом влияния объемных состояний , эффективный гамильтониан для электрона на такой поверхности.

2. Рассчитана в рамках формализма Кубо, оптическая проводимость для электрона на такой поверхности.

3. Показано, что для электрона на поверхности наноалмаза существуют два характерных перехода при энергиях около 1.5 и 5.

4. Было показано, что все особенности в оптических свойствах наноалмазиых суспензий хорошо объясняются, с единой позиции, в рамках представлений о наличии на поверхности наноалмазов углеродных димеров и их цепочек. Был сделан вывод, что т.к. тг связи, между атомами углерода в димере, достаточно слабые, это неизбежно приведет к тому, что наличие таких димеров, а значит и пиков поглощения будет сильно зависеть от окружающей наноалмаз среды. При повышении или понижении рН раствора такие пики должны смещаться. При обработке поверхности различными окислителями такие структуры должны исчезать с поверхности наноалмазов.

5. Рассмотрена задача о взаимодействии электронов и фононов в локальной области. Выведен эффективный гамильтониан, гриновская функция и собственно энергетическая часть для электронов взаимодействующих с фоно-нами в локальной области.

6. Выявлен новый эффект резонансного неупругого рассеяния электрона на области с локальным электрон-фононным взаимодействием, при определенных размерах области взаимодействия.

7. На основе представлений о структуре поверхности наноалмазов и о взаимодействии электронов и фононов в локальной областях, объяснены основные особенности нолевой эмиссии из наноалмазных пленок. Такие как низкие эффективные работы выхода и высокие эффективные температуры для на-ноалмазных материалов.

8. Для одномерного случая, удалось точно решить задачу о взаимодействии электронов и фононов в локальной области. Так, был получен аналитический вид для плотности состояний электронов и фононов в одномерной системе, при локальном электрон-фононном взаимодействии, при любых параметрах взаимодействия.

9. В рамках формализма Кубо, был рассмотрен вклад в теплоеопротивление на границе металл-диэлектрик, эффектов прямой передачи энергии от электронов в металле к фононам в диэлектрике. Рассчитаны зависимости для этого теплосопротивления как от температуры, так и от коэффициента электрон-фононного взаимодействия. Из сделанных выкладок в адиабатическом случае ясно, что, чем больше температура или коэффициент взаимодействия, тем больше будет проводимость, однако увеличение не будет продолжаться до бесконечности, а выходит на насыщение.

Я выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю Е. Д. Эйдельману за данные мне знания по физике и навыки научной работы, за постоянные внимание и поддержку. Я благодарен А.Я. Булю за наставления и всестороннюю помощь, оказанную на всем протяжении написания работы. А также, я благодарен К. Д. Цендину, В. Л. Гуревичу, С.А. Ктиторову за многочисленные полезные советы и обсуждения.

Публикации автора по теме диссертации

Al] А. Е. Алексенский, А. Я. Буль, С. В. Коняхин, К. В. Рейх, Л. В. Шаронова, Е. Д. Эйдельман. Оптические свойства гидрозолей детонационных наиоал-мазов // ФТТ 54, 541-548 (2012).

А2] К. В. Рейх. Оптические свойства суспензий наноалмазов // Письма в ЖЭТФ 94, 23-27 (2011).

A3] К. В. Рейх, Е. Д. Эйдельман. Электрон-фононное взаимодействие в локальной области // ФТТ 53, 1618-1620 (2011).

А4] A. VuP, К. Reich, Е. Eidelman, М. Terranova, A. Ciorba, S. Orlanducci, V. Sessa, М. Rossi. A Model of Field Emission from Carbon Nanotubes Decorated by Nanodiamonds// Advanced Science Letters 3, 110-116 (2010).

A5[ К. V. Reich, E. D. Eidelman. Effect of electron-phonon interaction on field emission from carbon nanostructures // EPL (Europhysics Letters) 85, 47007 (2009).

A6] К. В. Рейх, E. Д. Эйдельман, А. Т. Дидейкин, А. Я. Вуль. Определение оптимального вакуума при полевой эмиссии из алмазоподобной пленки /7 ЖТФ 78, 119-122 (2008).

АТ] К. В. Рейх, Е. Д. Эйдельман, А. Я. Вуль. Определение разности температур в углеродных наноструктурах при полевой эмиссии // ЖТФ 77, 123-126 (2007).

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рейх, Константин Викторович, 2012 год

Литература

[1] Nanoscience and nanotechnologies: Encyclopedia of life support systems / Ed. by V. Kharkin, C.Bai, S.-C.Kim. Oxford , UK: EOLSS Publishers, 2009. p. 991.

[2] Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine / Ed. by D. Ho. MA, USA: Springer, 2010. p. 288.

[3] In Vivo Imaging and Toxicity Assessments of Fluorescent Nanodiamonds in Caenorhabditis elegans / N. Mohan, C.-S. Chen, H.-H. Hsieh et al. // Nano Letters. 2010. Vol. 10, no. 9. P. 3692-3699.

[4] Fentori-Treated Functionalized Diamond Nanoparticles as Gene Delivery System / R. Martin, M. Alvaro, J. R. Herance et al. // ACS Nano. 2010. Vol. 4, no. 1. P. 65-74.

[5] A quantum memory intrinsic to single nitrogen-vacancy centres in diamond / G. D. Fuchs, G. Burkard, P. V. Klimov et al. // Nature Physics. 2011. Vol. 7, no. 10. P. 789-793.

[6] Plakhotnik T., Chapman R. Nitrogen-vacancy centers in nano-diamond reversibly decrease the luminescence quantum yield under strong pulsed-laser irradiation // New Journal of Physics. 2011. Vol. 13, no. 4. p. 045001.

[7] Palladium supported on detonation nanodiamond as a highly effective catalyst of the C=C and acetylenic bond hydrogénation / O. V. Turova, E. V. Starodubtseva, M. G. Vinogradov et al. /7 Catalysis Communications. 2011. Vol. 12, no. 7. P. 577 - 579.

[8] Reich K. V., Eidelman E. D. Effect of electron-phonon interaction on field emission from carbon nanostructures // EPL (Europlwsics Letters). 2009. Vol. 85, no. 4. p. 47007.

[9] Kidalov S., Shakhov F. Thermal Conductivity of Diamond Composites // Materials. 2009. Vol. 2, no. 4. P. 2467-2495.

[10] Eiji O. Monodisperse single nanodiamond particulates // Pure Appl. Chem. 2008. Vol. 80, no. 7. P. 1365-1379.

[11] Surface-induced charge state conversion of nitrogen-vacancy defects in nanodiamonds / L. Rondin, G. Dantelle, A. Slablab et al. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82, no. 11. p. 115449.

[12] Chemical control of the charge state of nitrogen-vacancy centers in diamond / M. V. Hauf, B. Grotz, B. Naydenov et al. // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83, no. 8. p. 081304.

[13] Barnard Amanda S., Sternberg Michael. Crystallinity and surface electrostatics of diamond nanocrystals // J. Mater. Chem. 2007. T. 17. C. 4811-4819.

[14] Barnard Amanda S. Self-assembly in nanodiamond agglutinates // J. Mater. Chem. 2008. T. 18. C. 4038-4041.

[15] Baidakova M., Vul' A. New prospects and frontiers of nanodiamond clusters // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. Vol. 40, no. 20. p. 6300.

[16] Unusually tight aggregation in detonation nanodiamond: Identification and disintegration / A. Kruger, F. Kataoka. M. Ozawaet al. // Carbon. 2005. Vol. 43, no. 8. P. 1722 - 1730.

[17] Aleksenskiy A., Eydelman E., Vul' A. Y. Deagglomeration of Detonation Nanodiamonds // Nanoscience and Nanotechnology Letters. 2011. Vol. 3. P. 6874.

[18] Size-Dependent Reactivity of Diamond Nanoparticles / O. A. Williams, J. Hees, C. Dieker et al. // ACS Nano. 2010. Vol. 4, no. 8. P. 4824-4830.

[19] Lawrence S. Pan D. R. K. Diamond: Electronic Properties and Applications (Electronic Materials: Science and Technology). NY, USA: Springer, 1994. p. 492.

[20] Olga, A. Shenderova D. M. G. . Ultrananocrystalline Diamond: Synthesis, Properties, and Applications. MA , USA: William Andrew, 2006. p. 620.

[21] Получение алмазов из взрывчатых веществ / А.И. Лямкин, Е.А. Петров, А.П. Ершов [и др.] // Доклады Академии наук СССР. 1988. Т. 302. С. 611613.

[22] Diamonds in detonation soot / N. R. Greiner, D. S. Phillips, J. D. Johnson et al. /7 Nature. 1988. Vol. 333. P. 440-442.

[23] Study of ultradispersed diamond powders obtained using explosion energy / V. Kuznetsov, M. Aleksandrov, I. Zagoruiko et al. // Carbon. 1991. Vol. 29, no. 4-5. P. 665 - 668.

[24] Chang Laii-Yun, Osawa Eiji, Barnard Amanda S. Confirmation of the electrostatic self-assembly of nanodiamonds // Nanoscale. 2011. Т. 3. C. 958-962.

[25] Quantum Confinement and Fullerenelike Surface Reconstructions in Nanodiamonds / J.-Y. Raty, G. Galli, C. Bostedt et al. // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 90, no. 3. p. 037401.

[26] Shenderova O. A., Zhirnov V. V., Brenner D. W. Carbon Nanostructures // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2002. Vol. 27, no. 3-4. P. 227-356.

[27] Barnard A. S., Russo S. P., Snook I. K. Ab initio modelling of the stability of nanocrystalline diamond morphologies // Philosophical Magazine Letters. 2003. Vol. 83, no. 1. P. 39-45.

[28] Gamarnik M. Y. Energetical preference of diamond nanoparticles // Phys. Rev. B. 1996. Vol. 54. P. 2150-2156.

[29] Raty J., Galli G. Optical properties and structure of nanodiamonds // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2005. Vol. 584, no. 1. P. 9 - 12.

[30] Defects and impurities in nanodiamonds: EPR, NMR and TEM study / A. Shames, A. Panich, W. Kempinski et al. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2002. Vol. 63, no. 11. P. 1993 - 2001.

[31] Baidakova M., Siklitsky V., Vul A. Ultradisperse-Diamond Nanoclusters. Fractal Structure and Diamond-Graphite Phase Transition // Chaos, Solitons and Fractals. 1999. Vol. 10, no. 12. P. 2153 - 2163.

[32] Surface Chemistry and Properties of Ozone-Purified Detonation Nanodiamonds / O. Shenderova, A. Koscheev, N. Zaripov et al. // The Journal of Physical Chemistry C. 2011. Vol. 115, no. 20. P. 9827-9837.

[33] Deaggregation of Nanodiamond Powders Using Salt- and Sugar-Assisted Milling /

A. Pentecost, S. Gour, V. Mochalin et al. // ACS Applied Materials and Interfaces. 2010. Vol. 2, no. 11. P. 3289-3294.

[34] Correlation between viscosity and absorption of electromagnetic waves in an aqueous UNCD suspension / A. Vul', E. Eydelman, M. Inakuma et al. // Diamond and Related Materials. 2007. Vol. 16, no. 12. P. 2023 - 2028.

[35] Absorption and scattering of light in nanodiamond hydrosols / A. Y. Vul, E. Eydelman, L. Sharonova et al. // Diamond and Related Materials. 2011. Vol. 20, no. 3. P. 279 - 284.

[36] Zhong H., Lukes J. R. Interfacial thermal resistance between carbon nanotubes: Molecular dynamics simulations and analytical thermal modeling // Phys. Rev.

B. 2006. Vol. 74. p. 125403.

[37] Mahan G. D. Thermal transport in AB superlattices // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83, no. 12. p. 125313.

[38] Nanoscale thermal transport / D. G. Cahill, W. K. Ford, K. E. Goodson et al. // Journal of Applied Physics. 2003. Vol. 93, no. 2. P. 793-818.

[39] Thermal conductivity of (Zr,W)N/ScN metal/semiconductor multilayers and superlattices / V. Rawat, Y. K. Koh, D. G. Cahill et al. // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 105, no. 2. p. 024909.

[40] Thermal Conductance of InAs Nanowire Composites / A. I. Persson, Y. K. Koh, D. G. Cahill et al. // Nano Letters. 2009. Vol. 9, no. 12. P. 4484-4488.

[41] Thermal conductance of the interfaces between the Ill-nitride materials and their substrates: Effects of intrinsic material properties and interface conditions / M. Kazan, A. Bruyant, P. Royer et al. // Surface Science Reports. 2010. Vol. 65, no. 4. P. Ill - 127.

[42] Han Z., Fina A. Thermal conductivity of carbon nanotubes and their polymer nanocomposites: A review // Progress in Polymer Science. 2011. Vol. 36, no. 7. P. 914 - 944.

[43] Kidalov S. V., Shakhov F. M. Thermal Conductivity of Diamond Composites // Materials. 2009. Vol. 2, no. 4. P. 2467-2495.

[44] Cola B. A., Xu J., Fisher T. S. Contact mechanics and thermal conductance of carbon nanotube array interfaces // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2009. Vol. 52, no. 15-16. P. 3490 - 3503.

[45] Wang D., Carlson M. T., Richardson H. H. Absorption Cross Section and Interfacial Thermal Conductance from an Individual Optically Excited SingleWalled Carbon Nanotube // ACS Nano. 2011. Vol. 5, no. 9. p. 7391-7396.

[46] Heat transport, across the metal-diamond interface / M. Battabyal, O. Beffort, S. Kleiner et al. // Diamond and Related Materials. 2008. Vol. 17, no. 7-10. P. 1438 - 1442.

[47] Interfacial thermal transport in atomic junctions / L. Zhang, P. Keblinski, J.-S. Wang et al. // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 83. p. 064303.

[48] Hu M., Keblinski P., Schelling P. K. Kapitza conductance of silicon-amorphous polyethylene interfaces by molecular dynamics simulations /7 Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79. p. 104305.

[49] Thermal conductivity and thermal boundary resistance of nanostructures / K. Termentzidis, J. Parasurainan, C. A. D. Cruz et al. /7 Nanoscale Research Letters. 2011. Vol. 6. p. 288.

[50] Luo T., Lloyd J. R. Non-equilibrium molecular dynamics study of thermal energy transport in Au-SAM-Au junctions /7 International Journal of Heat and Mass Transfer. 2010. Vol. 53, no. 1-3. P. 1-11.

[51] Patel H. A., Garde S., Keblinski P. Thermal Resistance of Nanoscopic Liquid -Liquid Interfaces Dependence on Chemistry and Molecular Architecture // Nano Letters. 2005. Vol. 5, no. 11. P. 2225-2231.

[52] Majumdar Arun, Reddy Pramod. Role of electron-phonon coupling in thermal conductance of metal-nonmetal interfaces // Journal of Applied Physics. 2004. T. 84, № 23. C. 4768-4770.

[53] Sergeev A. Inelastic electron-boundary scattering in thin films // Physica B: Condensed Matter. 1999. Vol. 263-264. P. 217 - 219.

[54] Sergeev A. V. Electronic Kapitza conductance due to inelastic electron-boundary scattering .// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58, no. 16. p. 10199.

[55] Huberman M. L., Overhauser A. W. Electronic Kapitza conductance at a diamond-Pb interface // Phys. Rev. B. 1994. Vol. 50, no. 5. P. 2865-2873.

[56] Mahan G. D. Kapitza thermal resistance between a metal and a nonmetal // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79, no. 7. p. 075408.

[57] Chakraborty M., Das A. N., Chakrabarti A. Study of the one-dimensional Holstein model with next-nearest-neighbor hopping //' Journal of Physics: Condensed Matter. 2011. Vol. 23, no. 2. p. 025601.

[58] Dash L. K., Ness H., Godby R. W. Nonequilibrium electronic structure of interacting single-molecule nanojunctions: Vertex corrections and polarization effects for the electron-vibron coupling // Journal of Applied Physics. 2010. Vol. 132, no. 10. p. 104113.

[59] Liu Q., Ye J., Zhao Y. Multimode vibronic spectra of the Holstein molecular crystal model // Phys. Chem. Chem. Phys. 2010. Vol. 12. P. 6045-6053.

[60] Vidmar L., Bonca J., Trugman S. A. Emergence of states in the phonon spectral function of the Holstein polaron below and above the one-phonon continuum /7 Phys. Rev. B. 2010. Vol. 82, no. 10. p. 104304.

[61] Field emission from awl-shaped diamond-like carbon by using filtered eathodic arc plasma technique on anodic aluminum oxide template / C. Li, X. C. Li, E. M. Chong et al. // Physica В Condensed Matter. 2008. Vol. 403. P. 195-199.

[62] Fowler R,., Nordheim L. Electron Emission in Intense Electric Fields /7 Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 1928. Vol. 119, no. 781. P. 173-181.

[63] М.И. Елинсон Г.Ф. Васильев. Автоэлектроиная эмиссия. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. с. 274.

[64] Nottingham Effect in Field and T — F Emission: Heating and Cooling Domains, and Inversion Temperature / F. M. Charbonnier, R. W. Strayer, L. W. Swanson et al. // Pliys. Rev. Lett, 1964. Sep. Vol. 13. P. 397-401.

[65] Influence of film deposition parameters on the field emission properties of diamond-like carbon films / R. Wächter, A. Cordery, S. Proffitt et al. // Diamond and Related Materials. 1998. Vol. 7, no. 2-5. P. 687 - 691.

[66] Zhu W., Kochanski G. P., Jin S. Low-Field Electron Emission from Undoped Nanostructured Diamond // Science. 1998. T. 282, № 5393. C. 1471-1473.

[67] Field emission behavior of nitrogen incorporated diamond-like carbon films / K.-R. Lee, K. Y. Eun, S. Lee et al. // Thin Solid Films. 1996. Vol. 290-291, no. 1. P. 171 - 175.

[68] Electron emission from diamond thin films deposited by microwave plasma-chemical vapor deposition method / C. Gu, Z. Jin, Y. Wang et al. // Diamond and Related Materials. 2000. Vol. 9, no. 9-10. P. 1604 - 1607.

[69[ Lin I.-N., Chen Y.-H., Cheng H.-F. Modification of emission properties of diamond films due to surface treatment process /7 Diamond and R,elated Materials. 2000. Vol. 9, no. 9-10. P. 1574 - 1581.

[TO] Field emission characteristics of nanostructured thin film carbon materials / A. Obraztsov, A. Volkov, A. Zakhidov et al. /7 Applied Surface Science. 2003. Vol. 215, no. 1-4. P. 214 - 221.

[71] Pore size dependence of field emission from nanoscale porous carbon / M. Ojima, S. Hiwatashi, H. Araki et al. // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 88, no. 5. p. 053103.

[72] Saito Y., Uemura S. Field emission from carbon nanotubes and its application to electron sources /7 Carbon. 2000. Vol. 38, no. 2. P. 169 - 182.

[73] Field electron emission from individual carbon nanotubes of a vertically aligned array / V. Semet, V. T. Binh, P. Vincent et al. // Applied Physics Letters. 2002. Vol. 81, no. 2. P. 343-345.

[74] Shim J. Y., Baik H. K. Effect of non-diamond carbon etching on the field emission property of highly sp2 bonded nanocrystalline diamond films // Diamond and Related Materials. 2001. Vol. 10, no. 3-7. P. 847 - 851.

[75] Structuring nanodiamond cone arrays for improved field emission / W. J. Zhang, Y. Wu, W. K. Wong et al. // Applied Physics Letters. 2003. Vol. 83, no. 16. P. 3365-3367.

[76] Cold field emission from CVD diamond films observed in emission electron microscopy / C. Wang, A. Garcia, D. C. Ingram et al. /7 Electronics Letters. 1991. Vol. 27. P. 1459-1461.

[77] Pshenichnyuk S., Yumaguzin Y. Field emission energy distributions of electrons from tungsten tip emitters coated with diamond-like film prepared by ion-beam deposition /7 Diamond and Related Materials. 2004. Vol. 13, no. 1. P. 125 -132.

[78] Mechanisms of field emission from diamond coated Mo emitters / R. Schlesser, M. McClure, B. McCarson et al. // Diamond and Related Materials. 1998. Vol. 7, no. 2-5. P. 636 - 639.

[79] Xu N. S., Tzeng Y., Latham R. V. A diagnostic study of the field emission characteristics of individual micro-emitters in CVD diamond films // Journal of Physics D: Applied Physics. 1994. Vol. 27, no. 9. p. 1988.

[80] Reich K. V., Eidelman E. D., Vul' A. Y. Determination of temperature difference in carbon nanostruetures in field emission // Journal of Technical Physics. 2007. Vol. 52. P. 943-946.

[81] Field emission properties of carbon nanotubes / 0. Groning, O. M. Kuttel, C. Emmenegger et al. // Journal of Vacuum Science and Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. 2000. Vol. 18, no. 2. P. 665-678.

[82] Dideykin A., Eidelman E., VuP A. The mechanism of autoelectron emission in carbon nanostructures // Solid State Communications. 2003. Vol. 126. P. 495498.

[83] Free standing graphene-diamond hybrid films and their electron emission properties / D. Varshney, C. Venkateswara Rao, M. J.-F. Guinel et al. /7 Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 110, no. 4. p. 044324.

[84] Varshney D., Weiner B. R., Morell G. Growth and field emission study of a monolithic carbon nanotube/diamoiid composite // Carbon. 2010. Vol. 48, no. 12. P. 3353 - 3358.

[85] Galperin M., Ratner M. A., Nitzan A. Molecular transport junctions: vibrational effects // Journal of Physics: Condensed Matter. 2007. Vol. 19, no. 10. p. 103201.

[86] Experimental Test of the Numerical Renormalization-Group Theory for Inelastic Scattering from Magnetic Impurities /' C. Bauerle, F. Mallet, F. Schopfer et al. // Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 95, no. 26. p. 266805.

[87] Micklitz T., Costi T. A., Rosch A. Magnetic field dependence of dephasing rate due to diluted Kondo impurities /7 Phys. Rev. B. 2007. Vol. 75, no. 5. p. 054406.

[88] Dora B., Gulacsi M. Inelastic scattering from local vibrational modes // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78, no. 16. p. 165111.

[89] Observation of Strong Electron Dephasing in Highly Disordered Cu93Ge4Au3 Thin Films / S. M. Huang, T. C. Lee, H. Akimoto et al. /,/ Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99, no. 4. p. 046601.

[90] Cervenka J., van de Ruit K., Flipse C. F. J. Giant inelastic tunneling in epitaxial graphene mediated by localized states // Phvs. Rev. B. 2010. T. 81, № 20. c. 205403.

[91] Devreese J. T., Alexandrov A. S. Fröhlich polaron and bipolaron: recent developments // Reports on Progress in Physics. 2009. Vol. 72, no. 6. p. 066501.

[92] Olsen T. Inelastic scattering in a local polaron model with quadratic coupling to bosons // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79, no. 23. p. 235414.

[93] A Model of Field Emission from Carbon Nanotubes Decorated by Nanodiamonds / A. Vul, K. Reich, E. Eidelman et al. // Advanced Science Letters. 2010. Vol. 3, no. 2. P. 110-117.

[94] Dispersions of surface states on diamond (100) and (111) / R. Graupner, M. Hollering, A. Ziegler et al. // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 55, no. 16. P. 1084110847.

[95] Optical gap between dangling-bond states of a single-domain diamond C(lll)- (2 x 1) by reflectance anisotropy spectroscopy / G. Bussetti, C. Goletti, P. Chiaradia et al. // EPL (Europhysics Letters). 2007. Vol. 79, no. 5. p. 57002.

[96] Diamond (111) and (100) surface: ab initio study of the atomic and electronic structure / A. Scholze, W. Schmidt, P. Kackell et al. // Materials Science and Engineering B. 1996. Vol. 37, no. 1-3. P. 158 - 161.

[97] Tight-binding calculations of quasiparticle wave functions for C(lll)2xl / M. Marsili, O. Pulci, F. Bechstedt et al. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78, no. 20. p. 205414.

[98] Pandey Ii. C. New dimerized-chain model for the reconstruction of the diamond (lll)-(2 x 1) surface /,/" Phys. Rev. B. 1982. Vol. 25, no. 6. P. 4338-4341.

[99] Electronic properties and quantum transport in Graphene-based nanostructures / Dubois, S. M.-M., Zanolli, Z., Declerck, X. et al. // Eur. Phys. J. B. 2009. Vol. 72-, no. 1. P. 1-24.

[100] Nicol E. J., Carbotte J. P. Optical conductivity of bilayer graphene with and without an asymmetry gap // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77, no. 15. p. 155409.

[101] Mahan G. D. Many-particle physics. NY , USA: Plenum Press, 1993. p. 1044.

[102] Egger R., Gogolin A. O. Vibration-induced correction to the current through a single molecule // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77, no. 11. p. 113405.

[103] Theory of inelastic scattering from quantum impurities / L. Borda, L. Fritz, N. Andrei et al. /7 Phys. Rev. B. 2007. Vol. 75, no. 23. p. 235112.

[104] Effect of sp2-phase nanostructure on field emission from amorphous carbons / A. Ilie, A. C. Ferrari, T. Yagi et al. // Applied Physics Letters. 2000. Vol. 76. p. 2627.

[105] McClure J.W. Energy Band Structure of Graphite // IBM Journal of Research and Development. 1964. T. 8. C. 255-261.

[106] Holstein T. Studies of polaron motion, part ii. the small polaron. // Annals of Physics. 1959. Vol. 8. P. 343-389.

[107] Polarons in Carbon Nanotubes / M. Verissimo-Alves, R. B. Capaz, B. Koiller et- al. il Physical Review Letters. 2001. Vol. 86. P. 3372-3375.

[108] Stuart J. T., Diprima R. C. The Eckhaus and Benjamin-Feir Resonance Mechanisms // Royal Society of London Proceedings Series A. 1978. Vol. 362. P. 27-41.

[109] Ахмедиев H. H., Анкевич А. Солитоны. Москва: Физматлит, 2003. с. 348.

[110] The field emission from carbon nanotubes / G. Fursey. D. Novikov, G. Dyuzhev et al. /7 Applied Surface Science. 2003. Vol. 215, no. 1-4. P. 135 - 140.

[111] Cini M. Theory of the Auger effect in solids: Plasrnon effects in electron spectroscopies of valence states // Phys. Rev. B. 1978. Vol. 17. P. 2486-2493.

[112] Cini M., D'Andrea A. Exactly solved electron-boson models in condensed matter and molecular physics by a generalised recursion method // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1988. Vol. 21, no. 2. p. 193.

[113] Ness H. Quantum inelastic electron-vibration scattering in molecular wires: Landauer-like versus Green's function approaches and temperature effects // Journal of Physics: Condensed Matter. 2006. Vol. 18, no. 27. p. 6307.

[114| Cini M., Cuozzo M. Solution of the local polaron model with a boson continuum // Journal of Physics: Condensed Matter. 1996. Vol. 8, no. 46. p. 9011.

[115] Lorentzen L. Plenary Papers A Priori Truncation Error Bounds for Continued Fractions // Rocky Mountain Journal of Mathematics. 2003. Vol. 33, no. 2. P. 409-474.

[116] Handbook of Continued Fractions for Special Functions / A. Cuyt, V. Brevik Petersen, B. Verdonk et al. NY, USA: Springer-Verlag, 2008.

[117] Phonon spectral function of the Holstein polaron / J. Loos, M. Hohenadler, A. Alvermann et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. 2006. Vol. 18, no. 31. p. 7299.

[118] Ginzburg V., Kirzhnits D. High-temperature superconductivity. NY: Consultants Bureau, 1982. p. 464.

[119] Brink A. M., Dekker H. Temperature relaxation and the Kapitza-boundary-resistance paradox /7 Phys. Rev. B. 1995. Vol. 51, no. 24. P. 17842-17847.

1120] Leung P. T., Young K. Exact evaluation of the Kubo formula for boundary resistance // Phys. Rev. B. 1987. Vol. 36, no. 9. P. 4973-4977.

[121] Stoner R. J., Maris H. J. Kapitza conductance and heat flow between solids at temperatures from 50 to 300 K // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48. P. 16373-16387.

[122] Thermal conductance and phonon transmissivity of metal-graphite interfaces / A. J. Schmidt, K. C. Collins, A. J. Minnich et al. // Journal of Applied Physics. 2010. Vol. 107, no. 10. p. 104907.

[123] Collins K. C., Chen S., Chen G. Effects of surface chemistry on thermal conductance at aluminum-diamond interfaces // Journal of Applied Physics. 2010. Vol. 97, no. 8. p. 083102.

[124] Size-induced acoustic hardening and optic softening of phonons in InP, Ce02, Sn02, CdS, Ag, and Si nanostructures / C. Q. Sun, L. K. Pan, C. M. Li et al. // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. p. 134301.