На главную К списку выставокАрхив выставок

Углерод - XXI век

Журнальные статьи

1. ALTUKHOV A.A. et al. Application of diamond in high technology // INORGANIC MATERIALS. 2004. Vol. 40, № SUPPL. 1. P.S50-S70.

This review focuses on the critical issues and future directions in the application of diamond in high technology. Diamond nuclear radiation detectors, photosensors, photoemitters, spectral windows, active and passive microelectronic components, and microelectromechanical systems are discussed in detail. In Russia, high-technology diamond applications have not yet moved toward the manufacturing stage, even though Russia possesses immense resources of natural diamond and a considerable scientific potential in the field of creating unique synthetic diamonds, polycrystalline and single-crystal diamond films, and diamond-like compounds. We hope that the points raised in this review will provide the impetus for the development of diamond technology in Russia.

2. U53050
Auciello O. et al. Materials science and fabrication processes for a new MEMS technoloey based on ultrananocrystalline diamond thin films // J. Phys.-Condes. Matter. 2004. Vol. 16, № 16. P. R539–R552.

Most MEMS devices are currently based on silicon because of the available surface machining technology. However, Si has poor mechanical and tribological properties which makes it difficult to produce high performance Si based MEMS devices that could work reliably, particularly in harsh environments; diamond, as a superhard material with high mechanical strength, exceptional chemical inertness, outstanding thermal stability and superior tribological performance, could be an ideal material for MEMS. A key challenge for diamond MEMS is the integration of diamond films with other materials. Conventional CVD thin film deposition methods produce diamond films with large grains, high internal stress, poor intergranular adhesion and very rough surfaces, and are consequently ill-suited for MEMS applications. Diamond-like films offer an alternative, but are deposited using physical vapour deposition methods unsuitable for conformal deposition on high aspect ratio features, and generally they do not exhibit the outstanding mechanical properties of diamond. We describe a new ultrananocrystalline diamond (UNCD) film technology based on a microwave plasma technique using argon plasma chemistries that produce UNCD films with morphological and mechanical properties that are ideally suited for producing reliable MEMS devices. We have developed lithographic techniques for the fabrication of UNCD MEMS components, including cantilevers and multilevel devices, acting as precursors to microbearings and gears, making UNCD a promising material for the development of high performance MEMS devices. We also review the mechanical, tribological, electronic transport, chemical and biocompatibility properties of UNCD, which make this an ideal material for reliable, long endurance MEMS device use.


3. U17707
Baidakova M., Vul’ A. New prospects and frontiers of nanodiamond clusters // J. Phys. D-Appl. Phys. 2007. Vol. 40, № 20. P. 6300–6311.

The review is devoted to nanodiamond as a member of new nanocarbon allotropes. The past results related to the main features of detonation technology for producing nanodiamond are highlighted. Effects of technology on the structure of nanodiamond particles as well as functionalization of nanodiamond surface to chemical properties are discussed. The real structure of single nanodiamond particles has been critically reviewed and its aggregation problem emphasized. Several applications of nanodiamonds mainly as precursors for CVD diamond film growth, for forming new magnetic nanomaterials and field electron emitters are reviewed. As a result, the availability of nanodiamonds as attractive building blocks for nanotechnology is concluded.


4. U57757
Baker S.N., Baker G.A. Luminescent Carbon Nanodots: Emergent Nanolights // Angew. Chem.-Int. Edit. 2010. Vol. 49, № 38. P. 6726–6744.

Similar to its popular older cousins the fullerene, the carbon nanotube, and graphene, the latest form of nanocarbon, the carbon nanodot, is inspiring intensive research efforts in its own right. These surface-passivated carbonaceous quantum dots, so-called C-dots, combine several favorable attributes of traditional semiconductor-based quantum dots (namely, size- and wavelength-dependent luminescence emission, resistance to photobleaching, ease of bioconjugation) without incurring the burden of intrinsic toxicity or elemental scarcity and without the need for stringent, intricate, tedious, costly, or inefficient preparation steps. C-dots can be produced inexpensively and on a large scale (frequently using a one-step pathway and potentially from biomass waste-derived sources) by many approaches, ranging from simple candle burning to in?situ dehydration reactions to laser ablation methods. In this Review, we summarize recent advances in the synthesis and characterization of C-dots. We also speculate on their future and discuss potential developments for their use in energy conversion/storage, bioimaging, drug delivery, sensors, diagnostics, and composites.


5. Balandin A.A. Thermal properties of graphene and nanostructured carbon materials // Nat. Mater. 2011. Vol. 10, № 8. P. 569–581.

Recent years have seen a rapid growth of interest by the scientific and engineering communities in the thermal properties of materials. Heat removal has become a crucial issue for continuing progress in the electronic industry, and thermal conduction in low-dimensional structures has revealed truly intriguing features. Carbon allotropes and their derivatives occupy a unique place in terms of their ability to conduct heat. The room-temperature thermal conductivity of carbon materials span an extraordinary large range - of over five orders of magnitude - from the lowest in amorphous carbons to the highest in graphene and carbon nanotubes. Here, I review the thermal properties of carbon materials focusing on recent results for graphene, carbon nanotubes and nanostructured carbon materials with different degrees of disorder. Special attention is given to the unusual size dependence of heat conduction in two-dimensional crystals and, specifically, in graphene. I also describe the prospects of applications of graphene and carbon materials for thermal management of electronics.


6. U53050
Balmer R.S. et al. Chemical vapour deposition synthetic diamond: materials, technology and applications // J. Phys.-Condes. Matter. 2009. Vol. 21, № 36. P. 364221.

Substantial developments have been achieved in the synthesis of chemical vapour deposition (CVD) diamond in recent years, providing engineers and designers with access to a large range of new diamond materials. CVD diamond has a number of outstanding material properties that can enable exceptional performance in applications as diverse as medical diagnostics, water treatment, radiation detection, high power electronics, consumer audio, magnetometry and novel lasers. Often the material is synthesized in planar form; however, non-planar geometries are also possible and enable a number of key applications. This paper reviews the material properties and characteristics of single crystal and polycrystalline CVD diamond, and how these can be utilized, focusing particularly on optics, electronics and electrochemistry. It also summarizes how CVD diamond can be tailored for specific applications, on the basis of the ability to synthesize a consistent and engineered high performance product.


7. Boland J.N., Li X.S. Microstructural Characterisation and Wear Behaviour of Diamond Composite Materials // Materials. 2010. Vol. 3, № 2. P. 1390–1419.

Since the initial research leading to the production of diamond composite materials, there have been several important developments leading to significant improvements in the properties of these superhard composite materials. Apart from the fact that diamonds, whether originating from natural resources or synthesised commercially, are the hardest and most wear-resistant materials commonly available, there are other mechanical properties that limit their industrial application. These include the low fracture toughness and low impact strength of diamond. By incorporating a range of binder phases into the sintering production process of these composites, these critically important properties have been radically improved. These new composites can withstand much higher operating temperatures without markedly reducing their strength and wear resistance. Further innovative steps are now being made to improve the properties of diamond composites by reducing grain and particle sizes into the nano range. This review will cover recent developments in diamond composite materials with special emphasis on microstructural characterisation. The results of such studies should assist in the design of new, innovative diamond tools as well as leading to radical improvements in the productivity of cutting, drilling and sawing operations in the exploration, mining, civil construction and manufacturing industries.


8. Cataldo F., Pontier-Johnson M.A. Recent discoveries in carbon black formation and morphology and their implications on the structure of interstellar carbon dust // Fuller. Nanotub. Carbon Nanostruct. 2002. Vol. 10, № 1. P. 1–14.

In this review we discuss about the presence of carbon under the form of dust grains and organic molecules in the interstellar and circumstellar medium. The spectral evidences about the presence of these carbon-based dust and molecules in the space is also reviewed. We would like to emphasise that the molecules present in space, namely polyyne chains and rings, polycyclic aromatic hydrocarbons and fullerenes which are the precursors of the formation of interstellar carbon dust have been also detected by in situ mass spectrometry in ordinary flames and in the carbon arc formed between graphite electrodes under special conditions. Thus the mechanism which lead to soot formation in a flame should be similar to that leading to carbon dust in space. In fact, the morphology of the carbon black produced industrially by furnace process or by thermal decomposition appears very close to the morphology of carbon dust produced under conditions which should simulate the circumstellar conditions. In both cases curved graphene sheets can be observed together with onion-like particles and defective structures which we have defined fullerene-like structures. The presence of these structures may affect the surface chemistry of the carbon dust grains by enhancing the electron affinity in comparison to graphite.


9. Clay W.A. et al. Physical properties of materials derived from diamondoid molecules // Rep. Prog. Phys. 2015. Vol. 78, № 1. P. 016501.

Diamondoids are small hydrocarbon molecules which have the same rigid cage structure as bulk diamond. They can be considered the smallest nanoparticles of diamond. They exhibit a mixture of properties inherited from bulk cubic diamond as well as a number of unique properties related to their size and structure. Diamondoids with different sizes and shapes can be separated and purified, enabling detailed studies of the effects of size and structure on the diamondoids' properties and also allowing the creation of chemically functionalized diamondoids which can be used to create new materials. Most notable among these new materials are self-assembled monolayers of diamondoid-thiols, which exhibit a number of unique electron emission properties.


10. Denisov S.A. et al. The Effect of Water Adsorption on Electrical Conductivity and Permittivity of Diamond Nanopowders // Fuller. Nanotub. Carbon Nanostruct. 2012. Vol. 20, № 4–7. P. 633–637.

The frequency dependencies of conductivity, G(f), and permittivity, epsilon(f), in the frequency range 1 Hz-1.6 MHz at different water vapor pressures were measured for hydrophilic and hydrophobic of detonation nanodiamond powders (similar to 300 m(2)/g). It was shown that a sharp increase of G (percolation threshold) was observed at p/p(s) = 30% for hydrophilic and 60% for hydrophobic samples. The G value changed from 10(-12) to 10(-5) Ohm(-1) . cm(-1) at relative humidity range from 0% to 95%. The obtained conductivity data were analyzed using the information on quantity water adsorption within the framework of percolation theory and primary adsorption centers of nanodiamond surfaces. It was determined that in low frequency range f < 100 Hz at different water pressure permittivity epsilon has giant value 10(3)-10(6) associated with surface polarization processes in studied heterogeneous system.


11. Deschenaux R., Donnio B., Guillon D. Liquid-crystalline fullerodendrimers // New J. Chem. 2007. Vol. 31, № 7. P. 1064–1073.

Addition of liquid-crystalline dendrimers onto [60] fullerene led to thermotropic liquid crystals which displayed various types of mesophases, including chiral nematic, smectic B, smectic A and columnar phases. This approach represents an interesting way for the design of self-organized structures based on [60] fullerene, and opens the way to optoelectronic applications for this carbon allotrope, such as for the development of photovoltaic devices and molecular switches.


12. Dollfus P., Nguyen V.H., Saint-Martin J. Thermoelectric effects in graphene nanostructures // J. Phys.-Condes. Matter. 2015. Vol. 27, № 13. P. 133204.

The thermoelectric properties of graphene and graphene nanostructures have recently attracted significant attention from the physics and engineering communities. In fundamental physics, the analysis of Seebeck and Nernst effects is very useful in elucidating some details of the electronic band structure of graphene that cannot be probed by conductance measurements alone, due in particular to the ambipolar nature of this gapless material. For applications in thermoelectric energy conversion, graphene has two major disadvantages. It is gapless, which leads to a small Seebeck coefficient due to the opposite contributions of electrons and holes, and it is an excellent thermal conductor. The thermoelectric figure of merit ZT of a two-dimensional (2D) graphene sheet is thus very limited. However, many works have demonstrated recently that appropriate nanostructuring and bandgap engineering of graphene can concomitantly strongly reduce the lattice thermal conductance and enhance the Seebeck coefficient without dramatically degrading the electronic conductance. Hence, in various graphene nanostructures, ZT has been predicted to be high enough to make them attractive for energy conversion. In this article, we review the main results obtained experimentally and theoretically on the thermoelectric properties of graphene and its nanostructures, emphasizing the physical effects that govern these properties. Beyond pure graphene structures, we discuss also the thermoelectric properties of some hybrid graphene structures, as graphane, layered carbon allotropes such as graphynes and graphdiynes, and graphene / hexagonal boron nitride heterostructures which offer new opportunities. Finally, we briefly review the recent activities on other atomically thin 2D semiconductors with finite bandgap, i.e. dichalcogenides and phosphorene, which have attracted great attention for various kinds of applications, including thermoelectrics.


13. dos Santos L.J. et al. Fullerene C-60: Chemistry and Applications. // Quim. Nova. 2010. Vol. 33, № 3. P. 680–693.

Fullerene chemistry has become a very active research field in the two last decades, largely because of the exceptional properties of the C-60 molecule and the variety of fullerene derivatives that appear to be possible. In this review, a general analysis of fullerene C-60 reactivity is performed. The principal methods for the covalent modification of this fascinating carbon cage are presented. The prospects of using fullerene derivatives as medicinal drugs and photoactive materials in light converting devices are demonstrated.

14. U17707
Erdemir A., Donnet C. Tribology of diamond-like carbon films: recent progress and future prospects // J. Phys. D-Appl. Phys. 2006. Vol. 39, № 18. P. R311–R327.

During the past two decades, diamond-like carbon (DLC) films have attracted an overwhelming interest from both industry and the research community. These films offer a wide range of exceptional physical, mechanical, biomedical and tribological properties that make them scientifically very fascinating and commercially essential for numerous industrial applications. Mechanically, certain DLC films are extremely hard (as hard as 90 GPa) and resilient, while tribologically they provide some of the lowest known friction and wear coefficients. Their optical and electrical properties are also extraordinary and can be tailored to meet the specific requirements of a given application. Because of their excellent chemical inertness, these films are resistant to corrosive and/or oxidative attacks in acidic and saline media. The combination of such a wide range of outstanding properties in one material is rather uncommon, so DLC can be very useful in meeting the multifunctional application needs of advanced mechanical systems. In fact, these films are now used in numerous industrial applications, including razor blades, magnetic hard discs, critical engine parts, mechanical face seals, scratch-resistant glasses, invasive and implantable medical devices and microelectromechanical systems. DLC films are primarily made of carbon atoms that are extracted or derived from carbon-containing sources, such as solid carbon targets and liquid and gaseous forms of hydrocarbons and fullerenes. Depending on the type of carbon source being used during the film deposition, the type of bonds (i.e. sp(1), sp(2), sp(3)) that hold carbon atoms together in DLC may vary a great deal and can affect their mechanical, electrical, optical and tribological properties. Recent systematic studies of DLC films have confirmed that the presence or absence of certain elemental species, such as hydrogen, nitrogen, sulfur, silicon, tungsten, titanium and fluorine, in their microstructure can also play significant roles in their properties. The main goal of this review paper is to highlight the most recent developments in the synthesis, characterization and application of DLC films. We will also discuss the progress made in understanding the fundamental mechanisms that control their very unique friction and wear behaviours. Novel design concepts and the principles of superlubricity in DLC films are also presented.


15. Ermakov S.F. The effect of lubricants and additives on the tribological performance of solids. Part 1. Passive friction control // J. Frict. Wear. 2012. Vol. 33, № 1. P. 72–87.

The paper presents an analysis of the state of the art in research into the effect of the composition of lubricants and additives of various origin on the friction of solids. It is shown that the combined application of additives with various structure, including those containing nanomaterials, is most effective from the viewpoint of lubricity. The objective is to attain an ordered state of lubricating films with a low shear strength in the friction zone.


16. Falcao E.H.L., Wudl F. Carbon allotropes: beyond graphite and diamond // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2007. Vol. 82, № 6. P. 524–531.

Carbon offers unmatched versatility among the elements of the periodic table. Depending on its hybridization state and atomic arrangement, carbon forms the layered semiconductor graphite, the insulator diamond, with its unmatched hardness, the high surface area amorphous carbons, and the nano-sized fullerenes and nanotubes, among others. This paper broadly reviews carbon allotropes, with emphasis on some recent results and applications, particularly in the field of high surface area amorphous carbons.


17. Field J.E. The mechanical and strength properties of diamond // Rep. Prog. Phys. 2012. Vol. 75, № 12. P. 126505.

Diamond is an exciting material with many outstanding properties; see, for example Field J E (ed) 1979 The Properties of Diamond (London: Academic) and Field J E (ed) 1992 The Properties of Natural and Synthetic Diamond (London: Academic). It is pre-eminent as a gemstone, an industrial tool and as a material for solid state research. Since natural diamonds grew deep below the Earth's surface before their ejection to mineable levels, they also contain valuable information for geologists. The key to many of diamond's properties is the rigidity of its structure which explains, for example, its exceptional hardness and its high thermal conductivity. Since 1953, it has been possible to grow synthetic diamond. Before then, it was effectively only possible to have natural diamond, with a small number of these found in the vicinity of meteorite impacts. Techniques are now available to grow gem quality synthetic diamonds greater than 1 carat (0.2 g) using high temperatures and pressures (HTHP) similar to those found in nature. However, the costs are high, and the largest commercially available industrial diamonds are about 0.01 carat in weight or about 1 mm in linear dimension. The bulk of synthetic diamonds used industrially are 600 mu m or less. Over 75% of diamond used for industrial purposes today is synthetic material. In recent years, there have been two significant developments. The first is the production of composites based on diamond; these materials have a significantly greater toughness than diamond while still maintaining very high hardness and reasonable thermal conductivity. The second is the production at low pressures by metastable growth using chemical vapour deposition techniques. Deposition onto non-diamond substrates was first demonstrated by Spitsyn et al 1981 J. Cryst. Growth 52 219-26 and confirmed by Matsumoto et al 1982 Japan J. Appl. Phys. 21 L183-5. These developments have added further to the versatility of diamond. Two other groups of materials based on carbon, namely the fullerenes and graphines have been identified in recent years and are now the subject of intense research.


18. Gibtner T. et al. End-cap stabilized oligoynes: Model compounds for the linear sp carbon allotrope carbyne // Chem.-Eur. J. 2002. Vol. 8, № 2. P. 408–432.

Three series of differently 3,5-disubstituted alpha,omega-diphenylpolyynes Ar-(CdropC)(n)-Ar (n=2, 4, 6, 8, 10) were synthesized under optimized Cadiot-Chodkiewicz conditions, isolated and completely characterized. These compounds can be considered as model substances for the hypothetical one-dimensional carbon allotrope carbyne C, The longest sp-carbon chain contains 20 atoms and is therefore the longest, purely organic polyyne studied with NMR techniques. Extinction coefficients over 600000m(-1)cm(-1) represent the highest measured quantitative values for that compound class so far. Comparisons with previous investigations and electrochemical studies allow the assignment of absorption for both wavelength regions structuring the UV/Vis spectra. Based on the trends in the spectroscopic behaviour of those molecules with increasing chain length. electronic as well as the NMR properties of carbyne are predicted, in line with our previously reported results. The observed stability mise the. properties pro synthesis of even longer polyynes.


19. Greil P. Perspectives of Nano-Carbon Based Engineering Materials // Adv. Eng. Mater. 2015. Vol. 17, № 2. P. 124–137.

Nano-carbon materials attained considerable scientific interest due to their unique physicochemical properties. Much less reports can be found on transferring the unique properties of super-strong individual nanoparticles like carbon nanotubes and graphene nanoplatelets into load bearing engineering materials. After reviewing structure and properties of nano-carbon properties the size effect governing the reduction of inherent mechanical properties upon transfer into macroscopic engineering materials is considered. While the potential of mechanical property enhancement of composites with random orientation of elongated carbon nanoparticles is limited by very low percolation thresholds, manufacturing of aligned microstructures, and tailoring of nanoparticle/matrix interface offers plenty of space for optimizing the mechanical properties of composites subjected to tensile loads. Since compression is the more common loading situation for ultra low-density nano-carbon materials the collapse stress is important for deriving design limits of nanoporous carbon materials. At the same level of density materials with nanotube or sheet carbon allotropes forming the struts may be expected to achieve a compression strength orders of magnitude higher than the porous graphitic materials. Finally, economic aspects of nano-carbon manufacturing are discussed.


20. U43862
Gunther B. et al. Microscopic field emission investigation of nanodiamond and AIN coated Si tips // J. Vac. Sci. Technol. B. 2001. Vol. 19, № 3. P. 942–945.

We have investigated the suitability of nanodiamond (ND) and ALN coated Si tip arrays for cold cathodes by means of a field emission scanning microscope combined with. scanning electron microscopy. The ND coated tips required an average extraction voltage U(10 nA) of 360 V for 10 mum electrode distance and yielded stable emission up to currents of 10-50 muA. The rather nonuniform emission distribution of the arrays (80 V < U(10 nA) < 1800 V) was correlated with the varying morphology of the ND tips. Field-enhancing nanoprotrusions were observed at the apex of the strongest emitters. The ALN coated tips showed strong activation effects at emission currents below 10 nA or after annealing at 250 degreesC resulting in an average U(10 nA) of 410 V, improved lateral emission uniformity (150 V < U(10 nA) < 600 V), and stable currents up to 1-10 muA. Direct high current processing of such emitters led to a partial destruction of the apex. Different field emission mechanism will be discussed for ND and AIN coatings.


21. Hirsch A. The era of carbon allotropes // Nat. Mater. 2010. Vol. 9, № 11. P. 868–871.

Twenty-five years on from the discovery of C60, the outstanding properties and potential applications of the synthetic carbon allotropes — fullerenes, nanotubes and graphene — overwhelmingly illustrate their unique scientific and technological importance.


22. Hirsch A., Englert J.M., Hauke F. Wet Chemical Functionalization of Graphene // Accounts Chem. Res. 2013. Vol. 46, № 1. P. 87–96.

The fullerenes, carbon nanotubes, and graphene have enriched the family of carbon allotropes over the last few decades. Synthetic carbon allotropes (SCAs) have attracted chemists, physicists, and materials scientists because of the sheer multitude of their aesthetically pleasing structures and, more so, because of their outstanding and often unprecedented properties. They consist of fully conjugated p-electron systems and are considered topologically confined objects in zero, one, or two dimensions. Among the SCAs, graphene shows the greatest potential for high-performance applications, in the field of nanoelectronics, for example. However, significant fundamental research is still required to develop graphene chemistry. Chemical functionalization of graphene will increase its dispersibility in solvents, improve its processing into new materials, and facilitate the combination of graphene's unprecedented properties with those of other compound classes. On the basis of our experience with fullerenes and carbon nanotubes, we have described a series of covalent and noncovalent approaches to generate graphene derivatives. Using water-soluble perylene surfactants, we could efficiently exfoliate graphite in water and prepare substantial amounts of single-layer-graphene (SLG) and few-layer-graphene (FLG). At the same time, this approach leads to noncovalent graphene derivatives because it establishes efficient pi-pi stacking interactions between graphene and the aromatic perylene chromophors supported by hydrophobic interactions. To gain efficient access to covalently functionalized graphene we employed graphite intercalation compounds (GICs), where positively charged metal cations are located between the negatively charged graphene sheets. The balanced combination of intercalation combined with repulsion driven by Coulombic interactions facilitated efficient exfoliation and wet chemical functionalization of the electronically activated graphene sheets via trapping with reactive electrophilic addends. For example, the treatment of reduced graphite with aryl diazonium salts with the elimination of N-2 led to the formation of arylated graphene. We obtained alkylated graphene via related trapping reactions with alkyl iodides. These new developments have opened the door for combining the unprecedented properties of graphene with those of other compound classes. We expect that further studies of the principles of graphene reactivity, improved characterization methods, and better synthetic control over graphene derivatives will lead to a whole series of new materials with highly spedfic functionalities and enormous potential for attractive applications.


23. Hu Y. et al. Carbon nanostructures for advanced composites // Rep. Prog. Phys. 2006. Vol. 69, № 6. P. 1847–1895.

Recent advances in the science and technology of composites utilizing carbon nanostructures are reviewed, including experimental results and modelling studies of composite properties and processing. Carbon nanotubes are emphasized, with other carbon nanostructures such as fullerenes, ultradispersed diamond clusters and diamond nanorods also being discussed.


24. Ivanovskii A.L. Graphynes and graphdyines // Prog. Solid State Chem. 2013. Vol. 41, № 1–2. P. 1–19.

In this paper, the experimental and theoretical results that may give an insight into the current status and possible prospects of the family of (sp(1) + sp(2)) hybridized carbon allotropes: graphynes (GYs) and graphdiynes (GDYs), are reviewed. These allotropes, which can form a rich variety of 0D-3D forms and demonstrate a set of distinguished properties, have attracted now increased attention and research interest as promising materials, which can compete in various potential applications with "conventional" sp(2) carbon systems such as fullerenes, nanotubes or graphene and meet the increasing requirements to carbon-based nanomaterials. It can be seen from the increasing number of publications in the last five years that the interest in GYs and GDYs rapidly grows, and a lot of new results have been obtained today. For example, a set of 0D-3D forms of GYs and GDYs have been successfully synthesized and (or) predicted theoretically, and their key properties (structural, mechanical, electronic etc.) have been measured or estimated from ab initio calculations. This gives a strong impetus to further progress in applications of GYs and GDYs as materials for nanoelectronics, energy storage, as anode materials in batteries, as membranes for facilitating selective gas separation etc. All these efforts promote the expansion of the palette of promising carbon materials and accelerate the development of modern carbon-based technologies. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.


25. U17707
Kalish R. Diamond as a unique high-tech electronic material: difficulties and prospects // J. Phys. D-Appl. Phys. 2007. Vol. 40, № 20. P. 6467–6478.

Diamond is a wide band gap semiconductor with unique electrical, physical, chemical and mechanical properties, opening the possibility to realize, in diamond, electronic devices with unprecedented properties. However, this uniqueness also poses some difficulties specific to diamond. Amongst these are the wide band gap of diamond, the presence of electrically active defects due to sp(2) bonded carbon and unintentionally present impurities, the absence of shallow dopants in diamond ( in particular donors), the presence of extended defects and grain boundaries ( in CVD polycrystalline diamond) and difficulties related to material availability and device processing. Nevertheless, diamond- based prototype devices with promising properties have been realized in the last few years. These include, amongst others, Schottky diodes, field effect transistors, cold electron emission devices and detectors for ionizing radiation, demonstrating the huge potential that this wide band gap semiconductor bears. The uniqueness of diamond, the promise it bears as an unusual material for specific electronic devices and the difficulties related to its application are briefly reviewed. Reference is given to some recent reviews published on specific topics and to some of the more recent breakthroughs and potential applications in the field.


26. U59589
Kaminskii A.A., Ralchenko V.G., Konov V.I. CVD-diamond - a novel chi((3))-nonlinear active crystalline material for SRS generation in very wide spectral range // Laser Phys. Lett. 2006. Vol. 3, № 4. P. 171–177.

We have opened up nonlinear-laser potential of polycrystalline CVD diamond. At room temperature under laser pulse excitation in the visible and near-IR (0.53, 1.06, and 1.32 mu m) high-order Stokes and anti-Stokes generation was observed. The investigated material is classified as promising stimulated Raman scattering active medium for Raman laser converters.


27. Kaskhedikar N.A., Maier J. Lithium Storage ion Carbon Nanostructures // Adv. Mater. 2009. Vol. 21, № 25–26. P. 2664–2680.

In this review article we discuss the progress of lithium storage in different carbon forms starting from intercalation in graphite to the lithium storage in fullerenes, nanotubes, diamond and most recently, graphene. The recent advances in lithium storage in various novel morphological variants of carbons prepared by a variety of techniques are also discussed with the most important models in literature that have been set out to explain the excess lithium storage. The major emphasis lies on the real structure.


28. Kozak O. et al. Photoluminescent Carbon Nanostructures // Chem. Mat. 2016. Vol. 28, № 12. P. 4085–4128.

Photoluminescent nanosized allotropes of carbon have attracted considerable interest because of their diverse optical properties depending on their crystal structure, size, and morphology, and chemical functionalization. Here, we present the first critical review covering the photoluminescence (PL) properties, their control, and origin in various carbon allotropes and their composites. Different mechanisms by which carbon nanostructures exhibit PL are discussed, involving excitonic PL in carbon nanotubes, thermally activated delayed fluorescence in spherical fullerenes, the presence of impurity vacancy color centers in nano diamonds, aromatic sp(2) domains in reduced graphene oxide, and surface chromophores or defect-related PL in carbon dots. We critically analyze the intrinsic and external effects affecting the PL properties (spectral shift, decay, quantum yield) from both experimental data and theoretical calculations: The key parameters addressed include, for example, the type and content of impurity elements in nanodiamonds (NV and SiV centers), chemical composition in reduced graphene oxides, external effects (temperature, solvent) in C-60 fullerene, structural type (single-wall versus multi-wall carbon nanotubes), and the roles of doping and surface functional groups in the PL behavior of carbon/graphene dots.


29. Krasheninnikov A.V., Banhart F. Engineering of nanostructured carbon materials with electron or ion beams // Nat. Mater. 2007. Vol. 6, № 10. P. 723–733.

Irradiating solids with energetic particles is usually thought to introduce disorder, normally an undesirable phenomenon. But recent experiments on electron or ion irradiation of various nanostructures demonstrate that it can have beneficial effects and that electron or ion beams may be used to tailor the structure and properties of nanosystems with high precision. Moreover, in many cases irradiation can lead to self-organization or self-assembly in nanostructures. In this review we survey recent advances in the rapidly evolving area of irradiation effects in nanostructured materials, with particular emphasis on carbon systems because of their technological importance and the unique ability of graphitic networks to reconstruct under irradiation. We dwell not only on the physics behind irradiation of nanostructures but also on the technical applicability of irradiation for nanoengineering of carbon and other systems.


30. U55484
Lin Y. et al. Advances toward bioapplications of carbon nanotubes // J. Mater. Chem. 2004. Vol. 14, № 4. P. 527–541.

Bioapplications of carbon nanotubes have been predicted and explored ever since the discovery of these one-dimensional carbon allotropes. Indeed, carbon nanotubes have many interesting and unique properties potentially useful in a variety of biological and biomedical systems and devices. Significant progress has been made in the effort to overcome some of the fundamental and technical barriers toward bioapplications, especially on issues concerning the aqueous solubility and biocompatibility of carbon nanotubes and on the design and fabrication of prototype biosensors. In this article we take a comprehensive look at the advances in this fast-moving and exciting research field. We review the current status of available methodologies for the aqueous dispersion and solubilization of carbon nanotubes, discuss the results on modifications of carbon nanotubes with various biological and bioactive species, and highlight some of the recent achievements in the fabrication and evaluation of carbon nanotube-based bioanalytical devices.


31. U43862
Neidhardt J., Hultman L. Beyond beta-C3N4-fullerene-like carbon nitride: A promising coating material // J. Vac. Sci. Technol. A. 2007. Vol. 25, № 4. P. 633–644.

Even though the synthesis of super-hard-crystalline beta-C3N4 remains elusive, noncrystalline CNx compounds are of increasing importance owing to their competitive properties. Especially the fullerene-like allotrope of CNx exhibits outstanding elasticity in combination with low work of indentation. This new class of thin solid film materials is characterized by a microstructure of bent and intersecting basal planes. Substitutional incorporation of nitrogen into the predominantly sp(2) hybridized graphitic layer triggers the formation of curvature-inducing pentagons and interplanar cross-links at a much lower energy cost as compared to carbon-only materials. The term "fullerene-like" was coined to reflect the nanometer scale of curved structural units. Thus, fullerene-like CNx deforms by bond angle deflection and compression of the graphitic interplanar lattice spacing, whereas the superior strength of the sp(2) bonds inhibits plastic deformation giving the material an extremely resilient character. The orientation, radius of curvature of basal planes, and density of cross-linking can be adjusted by the synthesis conditions. Here, the existence of significant numbers of precursor molecules is a determining factor. The inherent resiliency of the material in combination with the carbon-based beneficial friction promises to give rise to numerous tribological applications.


32. U23017
Paulus B. The method of increments - a wavefunction-based ab initio correlation method for solids // Phys. Rep.-Rev. Sec. Phys. Lett. 2006. Vol. 428, № 1. P. 1–52.

An overview of wavefunction-based correlation methods generalised for the application to solids is presented. Those methods based on a preceding Hartree-Fock treatment explicitly calculate the many-body wavefunction in contrast to the density-functional theory which relies on the ground-state density of the system. This review focus on the so-called method of increments where the correlation energy of the solid is expanded in terms of localised orbitals or of a group of localised orbitals. The method of increments is applied to a great variety of materials, from covalent semiconductors to ionic insulators, from large band-gap materials like diamond to the half-metal alpha-tin, from large molecules like fullerenes over polymers, graphite to three-dimensional solids. Rare-gas crystals where the binding is van der Waals like are treated as well as solid mercury, where the metallic binding is entirely due to correlation. Strongly correlated systems are examined and the correlation driven metal-insulator transition is described at an ab initio level.


33. Penev E.S. et al. Unfolding the Fullerene: Nanotubes, Graphene and Poly-Elemental Varieties by Simulations // Adv. Mater. 2012. Vol. 24, № 36. P. 4956–4976.

Recent research progress in nanostructured carbon has built upon and yet advanced far from the studies of more conventional carbon forms such as diamond, graphite, and perhaps coals. To some extent, the great attention to nano-carbons has been ignited by the discovery of the structurally least obvious, counterintuitive, small strained fullerene cages. Carbon nanotubes, discovered soon thereafter, and recently, the great interest in graphene, ignited by its extraordinary physics, are all interconnected in a blend of cross-fertilizing fields. Here we review the theoretical and computational models development in our group at Rice University, towards understanding the key structures and behaviors in the immense diversity of carbon allotropes. Our particular emphasis is on the role of certain transcending concepts (like elastic instabilities, dislocations, edges, etc.) which serve so well across the scales and for chemically various compositions.


34. U17707
Ristein J. Surface transfer doping of diamond // J. Phys. D-Appl. Phys. 2006. Vol. 39, № 4. P. R71–R81.

Hydrogen-terminated diamond can exhibit a pronounced two-dimensional hole conductivity when it is exposed to appropriate adsorbates. This phenomenon was first encountered in the form of the so-called hydrogen-induced surface conductivity but is meanwhile understood as a novel kind of doping mechanism by which the surface adsorbates act like acceptors. Such surface acceptors can be solvated ionic species that undergo electrochemical reactions after accepting an electron from the diamond's valence band. But they can just as well be neutral molecular species with a sufficiently high electron affinity such as fullerenes or fluoro-fullerenes. This review summarizes the physical principles behind this unusual type of doping.


35. Shakun A. et al. Hard nanodiamonds in soft rubbers: Past, present and future - A review // Compos. Pt. A-Appl. Sci. Manuf. 2014. Vol. 64. P. 49–69.

Conventional fillers used in rubber matrices include carbon black (CB), silica, and clay. However, the new demands on reinforced rubbers, especially the need to significantly enhance the overall performance while reducing the amount of filler, is currently expected to be met only through intelligent use of nano-sized fillers. Among carbon-based nanomaterials, such as fullerenes, carbon nanotubes (CNTs), graphene and nanodiamonds (NDs), nanodiamonds are a good candidate due to their nano-scale size, stable diamond core, highly reactive outer shell, biocompatibility, and potential for chemical functionalization. Here we review the state of the art and current research on nanodiamonds produced by laser ablation and detonation techniques with a special focus on their application in elastomers. The current understanding about structure and synthesis of nanodiamonds indicates some possible methods for their functionalization and dispersion in soft rubber matrix. We also discuss the effect of nanodiamonds on the various properties of elastomeric materials.


36. Shams S.S., Zhang R., Zhu J. Graphene synthesis: a Review // Mater. Sci. 2015. Vol. 33, № 3. P. 566–578.

Graphene has achieved a great amount of popularity and interest from the science world because of its extraordinary physical, mechanical and thermal properties. Graphene is an allotrope of carbon, having one-atom-thick planar sheets of sp(2) bonded carbon atoms densely packed in a honeycomb crystal lattice. Many methods to synthesize graphene have been developed over a short period and we believe it is necessary to create a list of the most notable approaches. This article focuses on the methods to synthesize graphene in an attempt to summarize and document advancements in the synthesis of graphene research and future prospects.


37. Sidorov V.A. et al. Superconductivity in boron-doped diamond // Diam. Relat. Mat. 2005. Vol. 14, № 3–7. P. 335–339.

Here we report the experimental study of a new superconductor, B-doped diamond. Subjecting a mixture of amorphous boron with graphite to a high-temperature and high-pressure treatment, we synthesized polycrystalline boron-doped diamond samples, whose sizes were suitable for specific heat measurements. For this kind of sample, we detected two specific heat anomalies at temperatures (similar to 4 K) closely corresponding to temperatures at which the resistance and magnetic susceptibility anomalies take place. The most probable origin of these specific heat anomalies is a bimodal B distribution in polycrystalline diamond. The correlation of physical properties, such as specific heat, electrical resistivity, and magnetic susceptibility, near the superconducting transition temperature is clear evidence of bulk superconductivity in these boron-doped diamond samples. Specific features in the low frequency range of Raman spectra correlate with superconducting properties of diamond. These features help to select heavily boron-doped CVD diamond films (DF) grown on (111) natural diamond, which exhibit superconductivity.


38. Singh V. et al. Graphene based materials: Past, present and future // Prog. Mater. Sci. 2011. Vol. 56, № 8. P. 1178–1271.

Graphene, a two dimensional monoatomic thick building block of a carbon allotrope, has emerged as an exotic material of the 21st century, and received world-wide attention due to its exceptional charge transport, thermal, optical, and mechanical properties. Graphene and its derivatives are being studied in nearly every field of science and engineering. Recent progress has shown that the graphene-based materials can have a profound impact on electronic and optoelectronic devices, chemical sensors, nanocomposites and energy storage. The aim of this review article is to provide a comprehensive scientific progress of graphene to date and evaluate its future perspective. Various synthesis processes of single layer graphene, graphene nanoribbons, chemically derived graphene, and graphene-based polymer and nano particle composites are reviewed. Their structural, thermal, optical, and electrical properties were also discussed along with their potential applications. The article concludes with a brief discussion on the impact of graphene and related materials on the environment, its toxicological effects and its future prospects in this rapidly emerging field.


39. Spitsyn B.V. et al. Inroad to modification of detonation nanodiamond // Diam. Relat. Mat. 2006. Vol. 15, № 2–3. P. 296–299.

Our research is directed towards finding inroad(s) for conversion of detonation nanodiamond to more standard nanopowder with, first of all, enhancement of chemical and phase purity and, secondly, establish monofunctional surface termination. We have designed and tested a novel approach to detonation nanodiamond purification and surface functionalization, using a high temperature treatment in hydrogen-(H-2, NH3) and chlorine-containing (Cl-2, CCl4) gaseous media. A serious reduction in Al, Cr, Si and Fe content in nanodiamond was achieved by Cl-2 treatment at 850 degrees C. Moreover a drastic decrease in the hydrophility (by a factor of 20) from annealing in a CCl4/Ar mixture is demonstrated. Other remarkable features after high temperature treatment in H-2 and NH3 are being studied by independent characterization techniques (chemical analyses; p H-measurements, FTIR-, Raman-, and ESR spectroscopy), indicating profound nanodiamond modification and prescribed functionalization are possible.


40. Spitsyn B.V. et al. The physical-chemical study of detonation nanodiamond application in adsorption and chromatography // Diam. Relat. Mat. 2010. Vol. 19, № 2–3. P. 123–127.

In the present work, the study on detonation nanodiamond (DND) powders modifications in gaseous media was carried out. The surface properties of DND were studied by TGA, IR-spectroscopy, pH-potentiometry and chromatography methods. It was determined that modifying the DND surface reduces specific retention volumes and retention times of adsorbates. At the same time, specific and dispersion interactions have decreased. Such phenomena are significant for gas chromatographic separation of complex mixtures. The study of DND in contact with water and water solutions showed that chemical modification of UND produces on its surface oxygen-containing groups with acidic character. The latter stipulates its ion-exchange properties and applicability to liquid chromatography. In summary. the performed research provides significant perspective toward new-generation adsorbent creation with controlled surface identification for gaseous and liquid chromatography purposes.


41. Szefler B., Diudea M.V. Quantum-Mechanical Calculations on Molecular Substructures Involved in Nanosystems // Molecules. 2014. Vol. 19, № 10. P. 15468–15506.

In this review article, four ideas are discussed: (a) aromaticity of fullerenes patched with flowers of 6-and 8-membered rings, optimized at the HF and DFT levels of theory, in terms of HOMA and NICS criteria; (b) polybenzene networks, from construction to energetic and vibrational spectra computations; (c) quantum-mechanical calculations on the repeat units of various P-type crystal networks and (d) construction and stability evaluation, at DFTB level of theory, of some exotic allotropes of diamond D-5, involved in hyper-graphenes. The overall conclusion was that several of the yet hypothetical molecular nanostructures herein described are serious candidates to the status of real molecules.


42. 003899
TERRANOVA M.L., ROSSI M., TAMBURRI E. Нанокристаллический sp2- и sp3-углерод: CVD-синтез и применение // КРИСТАЛЛОГРАФИЯ. 2016. T. 61, № 6. С. 871-871.

Представлен обзор наноструктур, полученных различными путями при помощи химического парофазного осаждения (chemical vapor deposition – CVD), использованного для селективного производства непланарных структур, нанокристаллических алмазов и гибридных двухфазных наноструктур.


43. Tiwari S.K. et al. Magical Allotropes of Carbon: Prospects and Applications // Crit. Rev. Solid State Mat. Sci. 2016. Vol. 41, № 4. P. 257–317

The invention of carbon and its allotropes have transformed the electronic and optoelectronic industry due to their encouraging properties in a large spectrum of applications. The interesting characteristic of carbon is its ability to form many allotropes due to its valency. In recent decades, various allotropes and forms of carbon have been invented, including fullerenes, carbon nanotubes (CNTs), and graphene (GR). Since the inception of nanotechnology, carbon allotropes-based nanocomposites have become a leading sector of research and advancement due to their unique bonding properties. Fullerenes and CNTs-based polymer nanocomposites have attracted significant research interest due to their vast applications in every sphere of science and technology. Current research impetus reveals that carbon and its allotropes have revolutionized the industry and academia due to their fascinated properties. Recent advances in various aspects of graphene, CNTs, graphene nanoribbons, fullerenes, carbon encapsulates, and their nanocomposites with polymeric materials and their different applications are reported in this review article. Also, current status and future prospects of graphene-based polymer nanocomposites are presented in common along with proper citations extracted from the scientific literature. Moreover, this article is a unique collection of vital information about GR, CNTs, fullerenes, and graphene-based polymer nanocomposites in a single platform.


44. U62134
Tolbin A.Y. et al. Pyrolytic densification of porous carbon-carbon composite materials // Inorg. Mater. 2013. Vol. 49, № 1. P. 49–56.

This paper examines the densification of the pore space of a carbon-carbon composite material through methane pyrolysis at a reduced pressure and the dynamics of the pyrolytic saturation process. The morphology and microstructure of the pyrolytic carbon are compared to those of the main components of the parent carbon-carbon composite material. The composite is characterized by hardness tests before and after the pyrolytic densification of the carbon matrix.


45. U53050
Tomanek D. Carbon-based nanotechnology on a supercomputer // J. Phys.-Condes. Matter. 2005. Vol. 17, № 13. P. R413–R459.

The quantum nature of phenomena dominating the behaviour of nanostructures raises new challenges when trying to predict and understand the physical behaviour of these systems. Addressing this challenge is imperative in view of the continuous reduction of device sizes, which is rapidly approaching the atomic level. Since even the most advanced experimental observations are subject to being fundamentally influenced by the measurement itself, new approaches must be sought to design and test future building blocks of nanotechnology. In this respect, high-performance computing, allowing predictive large-scale computer simulations, has emerged as an indispensable tool to foresee and interpret the physical behaviour of nanostructures, thus guiding and complementing the experiment. This contribution will review some of the more intriguing phenomena associated with nanostructured carbon, including fullerenes, nanotubes and diamondoids. Due to the stability of the sp(2) bond, carbon fullerenes and nanotubes are thermally and mechanically extremely stable and chemically inert. They contract rather than expand at high temperatures, and are unparalleled thermal conductors. Nanotubes may turn into ballistic electron conductors or semiconductors, and even acquire a permanent magnetic moment. In nanostructures that form during a hierarchical self-assembly process, even defects may play a different, often helpful role. sp(2) bonded nanostructures may change their shape globally by a sequence of bond rotations, which turn out to be intriguing multi-step processes. At elevated temperatures, and following photo-excitations, efficient self-healing processes may repair defects, thus answering an important concern in molecular electronics.


46. Wen B., Zhao J.J., Li T.J. Synthesis and crystal structure of n-diamond // Int. Mater. Rev. 2007. Vol. 52, № 3. P. 131–151.

Allotropes of carbon based materials, such as graphite, fullerenes and nanotubes, and diamond are currently a focus of great interest. New diamond (n-diamond) has been proposed as a new carbon allotrope; its electron diffraction pattern matches that of cubic (Fd (3) over barm) diamond apart from some additional reflections that are forbidden for diamond, indexed as {200}, {222} and {420}. n-Diamond has been found experimentally for more than 10 years, yet its structure and stability are not unambiguously resolved, and some controversies still exist. A comprehensive review of recent developments in the experimental and theoretical knowledge of n-diamond is presented. Synthesis methods reported for n-diamond and transformation mechanisms from other carbon allotropes are discussed. The various crystal structure models proposed for n-diamond are summarised and critically assessed. The stability to aging and other properties of n-diamond are briefly considered. Finally, the potential for technological application of n-diamond as an electromagnetic absorber is discussed.


47. Williams O.A. Nanocrystalline diamond // Diam. Relat. Mat. 2011. Vol. 20, № 5–6. P. 621–640.

Diamond properties are significantly affected by crystallite size. High surface to volume fractions result in enhanced disorder, sp(2) bonding, hydrogen content and scattering of electrons and phonons. Most of these properties are common to all low dimensional materials, but the addition of carbon allotropes introduces sp2 bonding, a significant disadvantage over systems such as amorphous silicon. Increased sp2 bonding results in enhanced disorder, a significantly more complex density of states within the bandgap, reduction of Young's modulus, increased optical absorption etc. At sizes below 10 nm, many diamond particle and film properties deviate substantially from that of bulk diamond, mostly due not only to the contribution of sp2 bonding, but also at the extreme low dimensions due to size effects. Despite these drawbacks, nano-diamond films and particles are powerful systems for a variety of applications and the study of fundamental science. Knowledge of the fundamental properties of these materials allows a far greater exploitation of their attributes for specific applications. This review attempts to guide the reader between the various nanocrystalline diamond forms and applications, with a particular focus on thin films grown by chemical vapour deposition.


48. Yan Z., Peng Z., Tour J.M. Chemical Vapor Deposition of Graphene Single Crystals // Accounts Chem. Res. 2014. Vol. 47, № 4. P. 1327–1337.

As a two-dimensional (2D) sp(2)-bonded carbon allotrope, graphene has attracted enormous interest over the past decade due to its unique properties, such as ultrahigh electron mobility, uniform broadband optical absorption and high tensile strength. In the initial research, graphene was isolated from natural graphite, and limited to small sizes and low yields. Recently developed chemical vapor deposition (CVD) techniques have emerged as an important method for the scalable production of large-size and high-quality graphene for various applications. However, CVD-derived graphene is polycrystalline and demonstrates degraded properties induced by grain boundaries. Thus, the next critical step of graphene growth relies on the synthesis of large graphene single crystals. In this Account, we first discuss graphene grain boundaries and their influence on graphene's properties. Mechanical and electrical behaviors of CVD-derived polycrystalline graphene are greatly reduced when compared to that of exfoliated graphene. We then review four representative pathways of pretreating Cu substrates to make millimeter-sized monolayer graphene grains: electrochemical polishing and high-pressure annealing of Cu substrate, adding of additional Cu enclosures, melting and resolidfying Cu substrates, and oxygen-rich Cu substrates. Due to these pretreatments, the nucleation site density on Cu substrates is greatly reduced, resulting in hexagonal-shaped graphene grains that show increased grain domain size and comparable electrical properties as to exfoliated graphene. Also, the properties of graphene can be engineered by its shape, thickness and spatial structure. Thus, we further discuss recently developed methods of making graphene grains with special spatial structures, including snowflakes, six-lobed flowers, pyramids and hexagonal graphene onion rings. The fundamental growth mechanism and practical applications of these well-shaped graphene structures should be interesting topics and deserves more attention in the near future. Following that, recent efforts in fabricating large single-crystal monolayer graphene on other metal substrates, including Ni, Pt, and Ru, are also described. The differences in growth conditions reveal different growth mechanisms on these metals. Another key challenge for graphene growth is to make graphene single crystals on insulating substrates, such as h-BN, SiO2, and ceramic. The recently developed plasma-enhanced CVD method can be used to directly synthesize graphene single crystals on h-BN substrates and is described in this Account as well. To summarize, recent research in synthesizing millimeter-sized monolayer graphene grains with different pretreatments, graphene grain shapes, metal catalysts, and substrates is reviewed. Although great advancements have been achieved in CVD synthesis of graphene single crystals, potential challenges still exist, such as the growth of wafer-sized graphene single crystals to further facilitate the fabrication of graphene-based devices, as well as a deeper understanding of graphene growth mechanisms and growth dynamics in order to make graphene grains with precisely controlled thicknesses and spatial structures.


49. Zhai J., Wan A., Wu W. A review on the structure of cold-compressed graphite phase // Mod. Phys. Lett. B. 2015. Vol. 29. P. 1530011.

The room-temperature structural phase transition of graphite at elevated hydrostatic pressure has drawn considerable scientific interest for its fundamental importance in condensed matter physics and materials science over the past few decades. A pressure-induced phase transition has been demonstrated in previous experiments by the measurement of electrical resistance, optical spectrum, X-ray diffraction spectrum, inelastic X-ray scattering and Raman spectroscopy. However, the nature of the cold-compressed graphite phase has been puzzling the experts and pioneers in the field of high pressure research due to some inherent factors, until recently a monoclinic structure, i.e. M-carbon, stands out from the other structure candidates and successfully accounts for the crystal structure of the cold-compressed graphite phase both in theory and experiment that eventually putting an end to this long-lasting controversial issue. This paper reviews the recent progress on the pressure-induced phase transitions of graphite at room temperature especially for the theoretical investigations. The review will focus on the recent proposed novel carbon allotropes as candidate structures of the cold-compressed graphite phase by using different crystal structure prediction methods. The history of structure determination of cold-compressed graphite phase is discussed.


50. 001770

При совместном рассмотрении кинетики сборки фуллеренов и динамики течения газа в дуговой камере для производства фуллеренов показано, что эффективный отжиг фуллеренов и очевидное преобладание “магических” фуллеренов С60 и С70 связаны главным образом с различием в скоростях термической диссоциации этих фуллеренов и менее устойчивых фуллеренов С62 С68, однако определенное влияние на процент “немагических” фуллеренов оказывает и структура газовых потоков, формируемых в дуговой разрядной камере. Установлено, что при этом большинство вновь возникших фуллеренов не выносятся сразу из камеры, а захватываются замкнутыми течениями газа. Показано, что при возвращении фуллеренов в горячую область камеры они подвергаются одновременно отжигу и диссоциации под действием высокой температуры и частично - ультрафиолетового излучения. Наиболее интенсивное подавление “немагичеких” фуллеренов достигается в непрокачной разрядной камере.


51. АЛЬЕС М.Ю., ЕВСТАФЬЕВ О.И., КАРПОВ А.И. Молекулярно-динамическое моделирование фуллереновых структур // ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И МЕЗОСКОПИЯ. 2013. T. 15, № 1. С. 041–046.

Проводится исследование структурных и динамических свойств фуллереновых структур: кристалла фуллерита C 60 и «луковичного» фуллерена C 60C 240C 540 методом молекулярно-динамического (МД) моделирования. На основании рассчитанных распределений термодинамических параметров получены равновесные конфигурации рассматриваемых молекулярных структур.


52. АНДРЕЕВ С.М. et al. Эффективный способ получения водных нанодисперсий фуллерена С60 // РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ. 2014. T. 9, № 7–8. С. 24–30.

Водные растворы фуллерена С60 (nC60) получали простым смешиванием раствора C60 в N-метилпирролидоне (МП) с деионизованной водой или с водным раствором низкомолекулярного природного вещества (L-аминокислоты, моносахариды, пептиды, глицерин) в качестве стабилизирующих агентов (СА), с последующим исчерпывающим диализом против дистиллированной воды. В процессе диализа все низкомолекулярные вещества удаляются через поры, а кластеры фуллерена остаются в растворе. Эффективность трансформации C60 из кристаллического состояния в раствор приближается к количественной, при этом можно получать растворы с концентрацией С60 до 250 мг/л, растворы стабильны по крайней мере 10-12 мес. Формирование нерастворимых агрегатов наблюдалось, если в качестве СА использовали основные и кислые органические соединения. УФ-ВИД-спектры растворов имеют профиль, характерный для nС60, полученных другими известными способами (максимумы: 220, 265, 340 и 450 нм). Масс-спектры водных растворов и ИК-фурье-спектры высушенных образцов nC60 указывали на возможное частичное гидроксилирование фуллерена. Измерение размеров и ?-потенциала частиц в растворах методом динамического светорассеяния давало средний их диаметр около 100 нм и заряд ?30 мВ, между тем как электронная микроскопия демонстрировала, что частицы имеют характерный размер около 20 нм и содержат как кристаллическую, так и аморфную фазу. Предлагаемый метод перспективен для получения растворов эндофуллеренов и, вероятно, высших фуллеренов.


53. 002574
БАШАРИН А.Ю., ЛЫСЕНКО И.Ю., СПИЦЫН Б.В. Переход переохлажденного жидкого углерода в метастабильный твердый углерод: эксперимент, термодинамика и механизмы, применение для получения алмаза // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. 2013. T. 56, № 5. С. 4–8.

Представлен обзор работ, связанных с проблемой получения алмаза из переохлажденного жидкого углерода с давлением, близким к давлению в тройной точке углерода графит-жидкость-пар. Рассмотрены термодинамика и кинетика такого перехода, критически оценены результаты определения параметров тройной точки углерода, результаты определения алмаза в веществе переплавленного локально импульсом лазера графита. Приведены новые результаты определения алмаза и наноалмаза в веществе переплавленных островков дисперсного графита, нанесенных на подложку из природного алмаза, которые могут служить основой будущих технологий лазерной жидкофазной наплавки алмаза.


54. 006793
БЕЛЕНКОВ Е.А., ГРЕШНЯКОВ В.А. Алмазоподобные фазы, получаемые из фуллереноподобных кластеров // ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. 2015. T. 57, № 11. С. 2262–2271.

Исследованы геометрически оптимизированная структура и свойства тринадцати углеродных алмазоподобных фаз, получающихся при сшивке или совмещении фуллереноподобных кластеров C4, C6, C8, C12, C16, C24 или C48. Атомы в структурах этих фаз находятся в кристаллографически эквивалентных позициях. Расчеты выполнены методом теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении. Рассчитанные значения структурных характеристик и свойств (энергий сублимации, объемных модулей, ширин запрещенных зон, рентгенограмм) изученных алмазоподобных фаз значительно отличаются от соответствующих величин для кубического алмаза.


55. БЕЛЯКОВА Л.Д.и др. Исследование химии поверхности ультрадисперсного алмаза методом газовой хроматографии // СОРБЦИОННЫЕ И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. 2008. T. 8, № 1. С. 66–74.

Газохроматографическим методом изучены образцы ультрадисперсного алмаза: УДА-СП, УДА-СП-Н2, УДА-СП-ССl4, полученные детонационным синтезом с последующей обработкой различными модификаторами. Измерены времена удерживания 11 тестовых веществ в интервале температур от 393 до 493 К. Рассчитаны удельные удерживаемые объемы, дифференциальные теплоты адсорбции при постоянном объеме и дифференциальные мольные энтропии адсорбции, а также определены вклады дисперсионного и специфического взаимодействия в общую энергию адсорбции.


56. БЕРДНИКОВА Д.В., КОРОЛЕВА М.Ю., СПИЦЫН Б.В. Седиментационный анализ дисперсий наноалмаза // УСПЕХИ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. 2007. T. 21, № 8 (76). С. 53–56.

Исследованы физико-химические свойства и седиментационная устойчивость водных дисперсий наноалмаза. Показано, что предварительная обработка частиц существенно влияет на физико-химические свойства дисперсий наноалмаза. С помощью оптической микроскопии определено распределение частиц по размерам. Исследована кинетика седиментации частиц наноалмаза в водных дисперсиях. Установлено, что на кинетических кривых седиментации имеется два участка - быстрой и медленной седиментации. Даны рекомендации о возможности использования исследованных образцов для нанесения покрытий на твердых подложках.


57. 002574
БЛАУТ-БЛАЧЕВ А.Н. et al. Алмазсодержащие пленки с микро- и нанокристаллической структурой, выращенные из активируемой газовой фазы // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. 2010. T. 53, № 10. С. 59–64.

Из смеси метана и водорода химическим газофазным осаждением выращены алмазные пленки с микро- и наноструктурой. Для активации процесса использовали аномальный тлеющий разряд постоянного тока. Пленки состоят из зерен с размерами меньше 50 нм. Сопротивление пленок составляет 106-108 Ом.


58. БОЧКО А.В. et al. Структура и некоторые свойства углеродной нанокерамики, изготовленной при высоком давлении и температуре // ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. 2011. № 11. С. 309–315.

Спекание исходных углеродных фаз (смесь алмаз + лонсдейлит и алмаз + аморфная фаза), синтезированных по методу ВТУС, осуществлялось при давлениях 12-13 ГПа и температурах 1000-2200°С в аппарате высокого давления «двойной тороид-15» в течение 15-60 секунд. Калибровка реакционной ячейки по давлению проводилась по стандартной методике, принятой в технике высоких давлений. Использовались точки фазовых переходов в Bi (2,55 ±0,006 и 7,7 ±0,2 ГПа), Ba (5,53 ±0,12 и 12,6 ±0,1 ГПа) и Pb (13,0 ±0,1 ГПа). Калибровка по температуре проводилась с помощью хромель-алюмелевых (600-1200°С) и вольфрам-рениевых (1200-2200°С) термопар. Область высоких температур (1800-2200°С) уточнялась по точкам плавления высокочистых Mn, Ni, и сплава Ni-Mn-Co с учетом поправки на давление. Очистка от влаги и газообразных примесей осуществлялась в токе аргона при 350 и 450° С. Образцы спеченных сверхтвердых материалов (СТМ) имели размеры: диаметр 4-5 мм, высота 3-5 мм. Плотность синтезированных СТМ равнялась 2,7-3,1 г/см3 (для смесей аморфная фаза-алмаз) и 3,0-3,3 г/см3 (для смесей лонсдейлит-алмаз). Микротвердость равнялась 30-50 и 60-80 ГПа. Конечная структура - либо алмаз, либо смесь алмаз-лонсдейлит. По данным ПЭМ, отмечен или слабый рост размера исходных зерен (~10 нм), или его полное отсутствие.


59. 002311
ВИНОГРАДОВА Л.В. Звездообразные полимеры с фуллерен(С 60)-центром ветвления // ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК. СЕРИЯ ХИМИЧЕСКАЯ. 2012. № 5. С. 901-919.

Рассмотрены анионные методы синтеза гомо- и гибридных звездообразных полимеров с использованием фуллерена С 60. Показаны возможности фуллерена С 60 как агента сочетания живущих полимерных цепей, приемы преобразования полимерных производных С 60 (гексааддуктов) в полифункциональные макроинициаторы анионной полимеризации виниловых мономеров, представлены способы функционализации полимерных производных фуллерена и их сочетания в структуры сложной регулируемой архитектуры. Обсуждены структурные особенности и инициирующие свойства живых полимерных производных фуллерена и их роль в формировании гетеролучевых звездообразных макромолекул с контролируемым числом ветвлений и заданными молекулярно-массовыми характеристиками лучей. Рассмотрены гидродинамические свойства звездообразных фуллеренсодержащих полимеров и приведены данные по изучению самоорганизации звезд в растворах методами малоуглового нейтронного рассеяния.


60. ВЛАСОВ В.А., КОВАНЦЕВ А.С., СПИЦЫН Б.В. Плазмохимическое осаждение алмаза на металлические и неметаллические подложки // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ФИЗИКА. 2014. T. 57, № 3–3. С. 74–77.

Известно, что алмаз представляет интерес не только как ювелирное украшение, но и как материал с уникальными физическими свойствами в приложении к различным областям науки и техники. Использование алмаза как конструкционного, функционального материала стало возможным с открытием метода химического осаждения из газовой фазы. Особое внимание привлекли плазменные методы синтеза алмаза в виде кристаллов и поликристаллических пленок. В плазме газового разряда основная часть веществ находится в активированном - ионизованном - состоянии. Проводится исследование процесса синтеза поликристаллической алмазной пленки в плазме аномального тлеющего разряда.


61. 006651
ГРАЙФЕР Е.Д. et al. Графен: химические подходы к синтезу и модифицированию // УСПЕХИ ХИМИИ. 2011. T. 80, № 8. С. 784–804.

Систематизированы литературные данные о новом углеродном наноматериале - графене - с точки зрения химика. Большое внимание уделено химическим методам синтеза графеноподобных материалов из различных предшественников - природного и расширенного графита, оксида графита, интеркалированных соединений графита и др. Рассмотрены подходы к химическому модифицированию графеновой плоскости с помощью различных реагентов и пути получения коллоидных дисперсий графена.


62. 035739
ГУБИН С.П., ТКАЧЁВ С.В. Графен и материалы на его основе // РАДИОЭЛЕКТРОНИКА. НАНОСИСТЕМЫ. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. 2010. T. 2, № 1–2. С. 99–137.

Представлен обзор литературы последних 3-х лет из ведущих журналов с высокими импакт-факторами, за исключением отечественных - до конца 2009 года пустых по графену. В шквале публикаций на заявленную тему выявлено главное, определено место объекта среди других наноматериалов и круг перспективных материалов на основе графена с методами их получения. Определённое внимание уделелено терминологии в данной бурно развивающейся области. Отбор информации отражает интересы авторов - специалистов в области химии и технологии наночастиц и материалов на их основе.


63. 000640
ГУЛЯЕВ Ю.В. Углеродные нанотрубные структуры - новый материал для эмиссионой электроники // ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. 2003. T. 73, № 5. С. 389-391.


64. 036485
ГУНЯЕВ Г.М., ГОФИН М.Я. Углерод-углеродные композиционые материалы // АВИАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ. 2013. СВ №1. C. 62–90.

Углерод-углеродные композиционные материалы – это новый класс конструкционных материалов, предназначенных для создания теплонагруженных деталей планера воздушно-космических и гиперзвуковых самолетов, газотурбинных двигателей, деталей сопловых блоков ракет, тормозов самолетов, оснастки для металлургической промышленности и др. Они обладают уникальной способностью сохранять высокую прочность и жесткость при температурах до 2500°С, а нанесение систем барьерных и антиокислительных покрытий обеспечивает работоспособность таких композитов и в окислительной среде.


65. 001889
ДЕНИСОВ С.А. и др. Адсорбционные и электрические свойства порошков наноалмаза в присутствии паров воды // ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ. 2013. T. 49, № 3. С. 270-276.

Исследована адсорбция паров воды на порошках наноалмаза (НА) детонационного синтеза с различным химическим состоянием поверхности частиц. Определена удельная поверхность, пористость и изотермы адсорбции паров воды порошками НА. Показано, что хлорирование поверхности НА приводит к снижению концентрации первичных адсорбционных центров, определяющих количество адсорбированной воды. Получены данные о влиянии величины относительного давления паров воды на электропроводность G и диэлектрическую проницаемость порошков до и после химического модифицирования НА. В представлениях теории протекания рассмотрена взаимосвязь между количеством адсорбированной воды и электрическими параметрами НА. Показано, что адсорбция паров воды приводит к гигантскому увеличению величины диэлектрической проницаемости и значительному росту проводимости около перколяционного порога.


66. ДЕНИСОВ С.А. и др. Очистка и модификация продукта детонационного синтеза алмаза // УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ПЕТРОЗАВОДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2011. № 2 (115). С. 89–98.

Разрабатываемые нами газофазные методики модификации и очистки УДА позволяют получать наноалмаз с различной химической терминацией поверхности, как следствие – адсорбционными, электрофизическими свойствами и другими. Модификация поверхности наноалмаза позволит целенаправленно и эффективно использовать его в качестве нового поколения адсорбентов в хроматографии, при получении нанокомпозитов, а также в биологии и медицине.


67. ДЕНИСОВ С.А., СПИЦЫН Б.В. Газофазный метод очистки продуктов детонационного синтеза наноалмаза от неалмазных форм углерода и неуглеродных примесей // УСПЕХИ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. 2009. T. 23, № 9 (102). С. 71–76.

B работе представлен новый газофазный метод очистки продуктов детонационного синтеза наноалмаза (НА) от неалмазного углерода. Полученный продукт сравнен с промышленным НА - УДА-СП, произведенный на НПО «СИНТА» (Минск, Беларусь) и охарактеризован различными физико-химическими методами: РФА. ТГЛ, КР-, ФЛ- и Фурье ИК - спектрометрии. Изучена возможность очистки от неуглеродных примесей методом газотранспортных реакции. Содержание примесных элементов определялось с использованием лазерной масс-спектрометрии.


68. ДЕНИСОВ С.А., ЧОПУРОВА А.Г., СПИЦЫН Б.В. Воздействие газовой обработки на поверхностные свойства наноалмаза // УСПЕХИ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. 2007. T. 21, № 8 (76). С. 67–71.

Образцы порошков детонационного наноалмаза (размеры индивидуальных частиц 4-6 нм) после высокотемпературной обработки в инертных (Ar) и химически активных газовых средах (H 2, CCl 4) претерпевает как обратимое, так и необратимое изменение поверхностного состава. Согласно данным Фурье ИК – спектроскопии возможно превращение карбонильных групп (С=О) в гидроксильные (С-ОН), что повышает скорость адсорбции воды на поверхности ультрадисперсного наноалмаза. Согласно данным термогравиметрии обработка в H 2 и в парах CCl 4 приводит к снижению полифункционального характера поверхности и к повышению термической стойкости модифицированного наноалмазного порошка на 10 и 12 °С, соответственно. Хлорирование в парах CCl 4 приводит к существенному снижению гидрофильности порошка наноалмаза.


69. ЕЛЕЦКИЙ А.В., ЗИЦЕРМАН В.Ю., КОБЗЕВ Г.А. Графен в солнечной энергетике // РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ. 2015. T. 10, № 3–4. С. 16–25.

Рассмотрены текущее состояние и результаты исследований, направленных на использование графена и основанных на нем материалов в различных видах солнечных элементов. Комплекс замечательных свойств (прозрачность, высокая подвижность носителей, прочность и химическая инертность) делают графен перспективным кандидатом в качестве электродного материала. Приведены и проанализированы данные по использованию графена в различных фотовольтаических устройствах, включая органическую фотовольтаику на базе полимеров и солнечные элементы на красителях.


70. 006793
ИЛЯСОВ В.В., ЕРШОВ И.В. Поверхностные состояния и энергия адсорбции углерода в интерфейсе двумерной системы графен/Al2O3 (0001) // ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. 2012. T. 54, № 11. С. 2198–2206.

Представлены результаты исследований методом теории функционала плотности (DFT) зонной структуры интерфейса графен/Al2O3(0001) как возможной элементной базы графенового полевого транзистора. Изучены закономерности изменения зонной структуры в ряду графен->2D-Al2O3(0001)->2D-графен/ Al2O3(0001). Обсуждаются особенности энергетического распределения поверхностных состояний в интерфейсе 2D-графен/Al2O3(0001). На основе DFT-расчетов изучена природа связи графена с сапфиром.


71. КАРЕЕВ И.Е., НЕКРАСОВ В.М., БУБНОВ В.П. Оценка содержания высших фуллеренов в саже // ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК. СЕРИЯ ХИМИЧЕСКАЯ. 2015. № 2. С. 391-394.

Предложена методика расчета содержания высших фуллеренов в саже, полученной в электрической дуге. Содержание высших фуллеренов в экстракте оценивали по данным ВЭЖХ с учетом экспериментально установленных мольных коэффициентов экстинкций фуллеренов C 60, C 70 и суммарного мольного коэффициента экстинкции высших фуллеренов C 76, C 78, С 80, С 82, C 84, C 86 на длине волны 310 нм УФ-детектора хроматографа.


72. КАРЕЕВ И.Е., НЕКРАСОВ В.М., БУБНОВ В.П. Электродуговой синтез сажи с высоким содержанием высших фуллеренов // ЖУРНАЛ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ. 2015. T. 85, № 1. С. 104–108.

Исследовано влияние добавок карбоната калия от 1 до 12 вес.% и изменение давления гелия на содержание в саже высших фуллеренов C76, C78, C80, C82, C84, C86 и др. Найдены оптимальные условия испарения композитных графитовых электродов, позволяющие получать сажу с высоким содержанием высших фуллеренов до 11.4 вес.% в экстракте.


73. КАРЖАВИН В.К. Роль концентрации углерода кианита в образовании алмазов // ВЕСТНИК КОЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН. 2013. № 1 (12). С. 6–11.

Представлены результаты физико-химического моделирования процесса образования графита и алмаза в широком интервале температуры и давления в области существования кианита. Для исследования использовались данные химического анализа кианита с различным содержанием углерода. Установлено, что образование алмаза возможно при определенных величинах Т, Р и концентрации углерода. Выявлены характерные изменения в составе твердой фазы в присутствии восстановительных условий с флюидом, который содержит незначительные концентрации CO 2, CH 4, H 2S и др. Показана возможность кристаллизации и существования обеих полиморфных модификаций углерода в системе Ky-Sil-And и области метастабильного алмаза с графитом. Это позволило считать, что совместная кристаллизация алмаза и графита в алюмосиликатной системе свидетельствует об относительно низкотемпературных условиях их образования (при температуре ниже 1 тыс. град.С).


74. 035724
КАРЖАВИН В.К. Цепной процесс, трубки взрыва, алмазы // ВЕСТНИК КОЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН. 2012. № 1. С. 165–171.

Приведен краткий литературный анализ природного алмазообразования. Численными методами исследования на примере природных образцов подтверждена возможность образования алмазов при низких величинах давления и температуры. Образование алмаза осуществляется одновременно с появлением свободного углерода при разложении карбонатов в неравновесной восстановительной обстановке. По нашему предположению образование трубок взрыва могло осуществляться в результате цепного процесса при взаимодействии магматического водорода с кислородом воздуха. Выделяемое большое количество тепла, давление и мгновенное повышение температуры в локальном объеме трубки взрыва вполне достаточны для разложения и преобразования карбонатов в продукты: алмазы, графит и новообразованные минералы.


75. 001639
КАРМОВА Ф.М., ЛЕБЕДЕВА В.С., МИРОНОВ А.Ф. Фуллеренсодержащие порфирины: синтез и возможные области практического использования // РОССИЙСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2014. T. 58, № 5–6. С. 3–29.

The review focuses current research in the rapidly developing field of chemistry of porphyrin-fullerene complexes. Recent advances in the synthesis, properties and potential applications of this compounds are considered. An overview of the most popular methods to prepare porphyrin complexes with C 60 fullerene. The discussion of porphyrin-fullerene complexes includes the structures of noncovalently linked porphyrin-fullerenes along with the covalently linked complexes. Much attention is paid to potential applications for porphyrin-fullerene conjugates.


76. КОНАРЕВ Д.В., ЛЮБОВСКАЯ Р.Н. Новые подходы к синтезу координационных соединений фуллеренов С60 и С70 с переходными металлами // УСПЕХИ ХИМИИ. 2016. T. 85, № 11. С. 1215–1228.

Рассмотрены наиболее важные направления координационной химии фуллеренов, включая синтез и изучение свойств ?2-комплексов, многоядерных комплексов и координационных димеров. Представлены также результаты авторов, полученные за последние несколько лет; в частности, синтез координационных соединений фуллеренов с переходными металлами методом восстановления и взаимодействием соединений переходных металлов с анион-радикальными солями фуллеренов. Обсуждены свойства координационных соединений с мономерными, димерными и полимерными фуллеренами, а также анионами фуллеренов. Библиография - 103 ссылки.


77. 006793
КРЫЛОВА К.А. et al. Расчет структуры углеродных кластеров на основе фуллереноподобных молекул С24 и С48 // ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. 2016. T. 58, № 2. С. 384–391.

Методом молекулярно-динамического моделирования исследованы равновесные структуры углеродных кластеров, полученных сшивкой валентными связями углеродных каркасов двух фуллереноподобных молекул. В свободном фуллерене атомы углерода образуют химическую связь по типу s-0.8ptp2-гибридизации, а на месте сшивки фуллеренов образуется связь по типу s-0.8ptp3-гибридизации, что и определяет изменение свойств таких структур. В литературе описана топология алмазоподобных фаз, однако равновесные кластеры на основе фуллереноподобных молекул были мало изучены. Прямые углы между связями C-C энергетически невыгодны, и понижение энергии кластеров в процессе релаксации связано с оптимизацией валентных углов, что приводит к понижению симметрии кластеров и, в ряде случаев, даже к разрыву некоторых валентных связей. Показано, что способ сшивки двух фуллеренов при создании кластера обусловливает различие в их структуре и энергии. Различные начальные условия могут приводить к разным конфигурациям кластеров с одинаковой топологией. Среди изученных кластеров найдена структура с наименьшей потенциальной энергией на атом. Полученные результаты вносят вклад в изучение реальной структуры углеродных кластеров.


78. 006793
ЛОБАНОВ Б.В., МУРЗАШЕВ А.И. Энергетический спектр и оптические переходы в изомерах фуллерена C80 // ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. 2013. T. 55, № 4. С. 797–805.

В рамках модели Шубина-Вонсовского-Хаббарда вычислен энергетический спектр всех изомеров фуллерена C80. На основе этого вычислены их спектры оптического поглощения. Спектр оптического поглощения, вычисленный для эндоэдральных фуллеренов Ca@C80, Ba@C80 и Sr@C80, симметрии Ih, обнаруживает хорошее согласие с экспериментальными данными. Это обстоятельство позволяет сделать вывод, что спектры оптического поглощения для других изомеров, экспериментальных данных по которым нет, полученные в настоящей работе, могут служить для их идентификации.


79. МАВРИНСКИЙ В.В. и др. Структура полиморфных разновидностей графиновых слоев // ЧЕЛЯБИНСКИЙ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2013. № 25 (316). С. 31–39.

Предложена схема классификации слоевых разновидностей графина. В результате теоретического анализа установлена возможность существования пяти основных структурных разновидностей графина ?, ?1, ?2, ?1 и ?2, получаемых из гексагональных графеновых слоев L6. Полиморфная разновидность графина ?2-графин описана в данной работе впервые. Структура слоев графина может меняться за счет изменения длины карбиновых цепочек, соединяющих трехкоординированные углеродные атомы. Карбиновые цепочки в слоях должны состоять из четного числа атомов — 2, 4, 6 и т. д. Кроме основных структурных разновидностей графина, возможно существование графиновых слоев со смешанной структурой, состоящих из фрагментов основных слоев, например, ?–?, ?–?, ?–? и т. п. Также в работе полуэмпирическими квантово-механическими методами МNDО, АМ1, РМ3 и аb initiо расчетами в базисе SТО6-31G были рассчитаны геометрически оптимизированные структуры основных графиновых слоев, найдены значения их структурных параметров и энергии сублимации.


80. МИХАЙЛОВ А.Г., НОВИКОВА Э.Э. Фуллерены как модификация углерода: способы получения и использование // РОССИЯ МОЛОДАЯ: ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ! 2013. № 2. С. 289–292.

В статье рассмотрены вопросы актуальности производства фуллеренов и их использования. Сформулированы понятия углерода и его модификаций. Представлена типологии видов углерода. Приведены современные способы получения фуллеренов в промышленном производстве.


81. 006613
МИШЕЛЬ-МАРИ Д., ДЮТУР-СИКИРИЧ М., ШТОГРИН М.И. Фуллерены и диск-фуллерены // УСПЕХИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК. 2013. T. 68, № 4. С. 69–128.

Геометрический фуллерен, или просто фуллерен, определяется как поверхность простого замкнутого выпуклого 3-мерного многогранника с 5- и 6-угольными гранями. Фуллерены – это геометрические модели химических фуллеренов, класс которых образует очень важное семейство органических молекул. Широко ведущиеся исследования этих молекул в химии, физике, кристаллографии и т. д. стимулировали появление обширной литературы о фуллеренах в математической химии, комбинаторной и прикладной геометрии. В частности, было дано несколько обобщений понятия фуллерена, ориентированных на приложения. Здесь мы предлагаем новое обобщение этого понятия: n-диск-фуллереном мы называем поверхность простого замкнутого выпуклого 3-мерного многогранника, взятую без ее n-угольной грани, если все остальные ее грани являются 5- и 6-угольными. Только 5- и 6-диск-фуллерены соответствуют геометрическим фуллеренам. Таким образом, понятие геометрического фуллерена нами обобщено со сферы на компактные односвязные двумерные многообразия с краем. Двумерная поверхность называется неукорачиваемой, если она не содержит поясов – простых циклов, состоящих из 6-угольников, каждый из которых смежен с соседями по паре своих противоположных сторон. Мы исследуем укорачиваемость фуллеренов и n-диск-фуллеренов.


82. 035832
НЕБОЛЬСИН В.А., ВОРОБЬЕВ А.Ю., ЧАЙКА М.Ю. Рост углеродных нанотрубок в процессе каталитического пиролиза углеводородов // ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2012. T. 8, № 7–2. С. 88–90.

Изучены особенности роста углеродных нанотрубок в процессе каталитического пиролиза углеводородов. Разработана модель, описывающая самопроизвольный процесс роста углеродных нанотрубок, получено выражение, описывающее равновесное положение каталитической наночастицы на вершине углеродных нанотрубок в процессе роста.


83. 006647
НОВОСЕЛОВ К.С. Графен: материалы Флатландии // УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК. 2011. T. 181, № 12. С. 1299–1311.

Нобелевская лекция, 8 декабря 2010 г. Перевёл с английского Ю.Е. Лозовик. Авторизовал К.С. Новосёлов.


84. 002574
НОЖКИНА А.В. et al. Структурные превращения в алмазах при термических воздействиях // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. 2013. T. 56, № 5. С. 52–56.

Представлены экспериментальные данные по трансформации собственных и примесных дефектов при термических воздействиях на алмазные кристаллы, а также фазовому превращению алмаза в неалмазный углерод, происходящему на поверхности монокристаллов природных, синтетических алмазов и наноалмазов в присутствии кислорода.


85. ОНИЩЕНКО Д.В., РЕВА В.П. Физико-химические свойства углеродных нанотрубок, полученных из сфагнового мха // ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2013. T. 86, № 2. С. 344–350.

Установлено, что при механохимической обработке аморфного углерода, синтезированного пиролизом из сфагнума бурого, происходит образование углеродных нанотрубок. Проведены комплексные исследования сорбционных свойств пиролитического аморфного углерода и многостенных нанотрубок, полученных из сфагнового мха. Показано, что способность углеродных нанотрубок к окислительной модификации зависит от технологических параметров их формирования, а эффективность сорбционной емкости таких нанотрубок — от длительности их хранения. Рассмотрена возможность применения углеродных материалов из сфагнового мха в качестве эффективных энтеросорбентов.


86. 007851
ПЛЕШАКОВ В.Ф. Фуллереноподобные углеродные наноструктуры с тетраэдрической и октаэдрической симметрией // ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА. 2015. № 3. С. 60-67.

Решена задача построения 3D-моделей тетраэдрических и октаэдрических фуллереноподобных углеродных наноструктур с помощью разработанного алгоритма отображения атомов плоского углеродного слоя на поверхность многогранника.


87. 006793
ПОДЛИВАЕВ А.И., ОПЕНОВ Л.А. Изомеры фуллерена C46 с карбиновыми цепочками // ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. 2012. T. 54, № 8. С. 1614–1618.

Динамика процессов изомеризации и распада фуллерена C46 изучена путем компьютерного моделирования в режиме реального времени. На промежуточной стадии эволюции кластера (до момента утраты им сфероидальной формы) обнаружены изомеры, в которых группы смежных пяти- и шестиугольников из связей C--C соединены друг с другом двух- четырех- и шестиатомными карбиновыми цепочками. Анализ гиперповерхности потенциальной энергии показал, что эти изомеры достаточно устойчивы и предположительно некоторые из них могут наблюдаться экспериментально.


88. 00274X
ПУШКАРЧУК А.Л. et al. Термодеструкция и дефектообразование в полимерных фуллеренсодержащих нанокомпозитах // ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2012. T. 85, № 4. С. 735–737.

Изучено влияние кислорода, входящего в состав комплексов с фуллереном или в состав карбонильной кислородсодержащей группы полиметилметакрилата, и несвязанного О2 на процессы термоиндуцированного дефектообразования в системе полиметилметакрилат-фуллерен и на фотолюминесцентные свойства композита.


89. 035550
РАЗУМОВ В.Ф. Графен - новый прорыв в области нанотехнологий // РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ. 2010. T. 5, № 11–12. С. 17–22.

Показано, что открытие графена и последовавший за этим бум научных публикаций и разработок можно рас- сматривать как новый, чрезвычайно обнадеживающий прорыв в области современных нанотехнологий.


90. 002574
СЕДЛОВЕЦ Д.М. et al. Газофазное осаждение тонких углеродных пленок из водно-спиртовых смесей // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. 2013. T. 56, № 5. С. 9–12.

Описан простой, дешевый и безопасный метод получения тонких углеродных пленок. Возможность получать графеноподобные структуры на диэлектриках, минуя стадию переноса с поверхности металла, имеет важное практическое значение. Основной задачей данной работы было исследование влияния добавок воды на процесс осаждения углерода из паров этанола, а также на свойства полученных пленок. Изучены оптические и электрические характеристики материала, получены спектры комбинационного рассеяния. Исходя из представленных данных, пленки можно рекомендовать для испытания в качестве транзисторов или сенсоров.


91. 001709

Разработана методика синтеза водорастворимого производного легкого фуллерена C70-фуллеренола-70-d, полученного методом прямого гомогенно-каталитического окисления C70 щелочью. Проведена идентификация фуллеренола-70-d методами электронной спектроскопии, инфракрасной спектроскопии, масс-спектрометрии.


92. 002561

Представлено краткое описание, анализ и сравнение четырех разных методов, которые используются при вычислении функций Грина в модели Хаббарда в приближении статических флуктуаций. Вычислены функции Грина в приближении статических флуктуаций для фуллерена С60, а также дана интерпретация трех главных полос оптического поглощения для С60.


93. 03557X

Актуальность и цели. Модель Хаббарда широко используется для теоретического описания сильно коррелируемых электронных систем. Исследование углеродных наносистем в рамках модели Хаббарда показало, что полученные в этой модели результаты согласуются с экспериментальными данными. Целью настоящей работы является получение и исследование энергетического спектра фуллерена C24 в модели Хаббарда. Материалы и методы. Методами квантовой теории поля были вычислены функции Грина. При вычислении функций Грина был использован метод уравнений движения для операторов рождения, благодаря которому была получена система дифференциальных уравнений. Для получения замкнутой системы дифференциальных уравнений было использовано приближение среднего поля. Результаты. Знание функций Грина позволило вычислить энергетический спектр фуллерена C24 и определить степень вырождения каждого энергетического уровня. С использованием методов теории групп была дана классификация энергетических состояний фуллерена C24. Выводы. Проведенные вычисления показали, что у фуллерена C24 существует десять энергетических состояний и десять разрешенных с точки зрения симметрии переходов между энергетическими состояниями.



В рамках модели Хаббарда в приближении статических флуктуации вычислены антикоммутаторные функции Грина и энергетический спектр фуллерена С60. На основе этого спектра предложена интерпретация экспериментально наблюдаемых полос оптического поглощения фуллерена C60. По спектру оптического поглощения вычислены параметры фуллерена С60, которыми он характеризуется в рамках модели Хаббарда.


95. 001889
СКОРИК Н.А. и др. Физико-химическое изучение поверхности наноалмаза // ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ. 2011. T. 47, № 1. С. 51–55.

Установлено, что взвеси исследованных пяти типов ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза в дистиллированной воде и 0.9 моль/л растворе NaCl имеют pH в диапазоне от 3 до 6, что обусловлено собственной кислотностью их поверхности. Установлена возможность количественного определения протоногенных групп поверхности pH-потенциометрическим методом. Данные по кинетике изменения pH взвесей в воде и 0.9 моль/л растворе NaCl, по кривым титрования щелочью взвесей наноалмаза в указанных системах позволяют сделать вывод о наличии одной либо двух видов кислотных групп на поверхности наноалмаза. Оценены константы диссоциации (pK1) этих групп в предположении их одноосновности. Из 1 х 10-3 5 х 10-2 моль/л хлоридных растворов H[AuCl4] и RhCl3 на поверхности наноалмаза адсорбируется золото(III) и родий(III); адсорбция метиленовой сини из ее 2.5 х 10-4 5 х 10-4 моль/л растворов достигает более 90% (при адсорбции из 5 мл исходного раствора наноалмазом массой 0.05 г).


96. СЛАВОВ В.И., ФЕДОРЧУК Н.М. Новый структурный уровень организации кристаллов на примере углерода // ГОРНЫЕ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ. 2013. № 8. С. 75–95.

Описывается новый метод расч?та кристаллических реш?ток химических элементов. В этой работе метод объединяет симметрию двух периодических систем: химических элементов (ПСХЭ)и кристаллографических индексов (ПСКИ) для прогноза типа разных реш?ток и их параметров в кристаллическом углероде. На основе объедин?нной периодической таблицы и разработанного метода появляются новые возможности для прогноза кристаллических реш?ток разных химических элементов, предсказания их модификаций и вычисления атомной структуры неогранических и органических соединений, включая наноструктуры и биомолекулы.


97. СМОЛЯКОВ В.М. и др. [c60] -фуллерен. подсчет и систематизация изомеров замещения по вершинам, ребрам и граням // ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛАСТЕРОВ, НАНОСТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ. 2014. № 6. С. 370–378.

В работе обсуждаются изомеры замещения по вершинам, ребрам и граням -фуллерена. Дан вывод изомеров на основе теоремы Пойа. Установлены формулы симметрии, производящие функции для определения числа хиральных и ахиральных изомеров замещения, распределения изомеров по семействам и в зависимости от числа мест замещения. По аддитивной схеме проведен расчет термодинамических свойств газообразных фуллеренов


98. 002574
СОКОЛИНА Г.А. et al. Электропроводность модифицированных нанопорошков детонационного алмаза // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. 2010. T. 53, № 10. С. 69–74.

Исследовано влияние химического модифицирования порошков ультрадисперсного детонационного алмаза (УДА) на их электропроводность G, измеренную в вакууме ~10?3 Тор в интервале температур (293-730 К). Модифицирование УДА проведено при прогревах в водороде при 850°C, хлоре - при 600°C и парах четыреххлористого углерода - при 450°C. Установлено, что G(T) для всех порошков УДА носит активационный характер. Модифицирование приводит к изменению величины G и энергии активации проводимости E. Изменение в G(T) связывается с различием функционального состава поверхности порошков УДА, что подтверждается изменением Фурье ИК спектров и элементного состава образцов. У модифицированных УДА повышены гидрофобные свойства поверхности и сохраняются достаточно высокие электроизоляционные свойства.


99. СПИЦЫН Б.В. et al. Физико-химия поверхности модифицированного детонационного наноалмаза и некоторые его функциональные свойства // ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ФИЗИКА. 2014. T. 57, № 7–2. С. 154–160.

Поверхностное модифицирование порошков детонационного наноалмаза существенно влияет на их функциональные свойства. Высокотемпературной обработкой в хлорсодержащих газовых средах гидрофильность, определяемая по адсорбции паров воды, снижается более чем в 4 раза. Целенаправленное модифицирование поверхности детонационного наноалмаза приводит к эффективному поглощению его поверхностью биологических наночастиц - вирусов.


100. СПИЦЫН Б.В. Наноалмаз - науке и практике // НАНО- И МИКРОСИСТЕМНАЯ ТЕХНИКА. 2006. № 3. P. 6–7.

Сообщение посвящено производству и свойствам нанодисперсных алмазов. Для модификации и функционализации наноалмаз нагревали в хлор- и водородсодержащих газовых средах. Это позволяло повысить структурное совершенство и целенаправленно изменять химические свойства наноалмаза, что позволяло получать на его основе самоорганизованные 2D- и 3D- структуры и нанокомпозиционные материалы.


101. 001889
СПИЦЫН Б.В., АЛЕКСЕНКО А.Е. Химическая кристаллизация алмаза и нанесение алмазных покрытий из газовой фазы // ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ. 2007. T. 43, № 5. С. 456–474.

Принципиально новый метод синтеза, получивший название химической кристаллизации алмаза (ХКА) из газовой фазы является заслугой отечественных ученых. Этапы развития и основные результаты исследований по химической кристаллизации алмаза и нанесению алмазных покрытий из газовой фазы являются темой настоящего обзора.


102. СТЮХИН В.В. et al. Новое аллотропное состояние углерода - графен // ТРУДЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО. 2011. T. 2. С. 211–213.

Рассмотрены некоторые характеристики однослойного графена и несколько основных методов получения графена. Представлены результаты исследования возможности получения свободных пленок графена в процессе термического расширения интеркалированного кристаллического графита.


103. 002260
ТКАЧЕВ С.В., БУСЛАЕВА Е.Ю., ГУБИН С.П. Графен - новый углеродный наноматериал // НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ. 2011. T. 47, № 1. С. 5–14.

В обзоре показано, что именно понимают сегодня под термином “графен”, рассмотрены методы его получения и способы идентификации, химические свойства. Дан краткий обзор по применению нового углеродного наноматериала.


104. 002260
ТОЛБИН А.Ю. et al. Пиролитическое уплотнение пористых углерод-углеродных композиционных материалов // НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ. 2012. T. 48, № 12. С. 1331-1339.

Рассмотрен процесс уплотнения пористого пространства углерод-углеродного композиционного материала пиролитическим разложением метана при пониженном давлении. Показана динамика процесса пиролитического насыщения. Исследованы морфологические и микроструктурные особенности пиролитического углерода в сравнении с основными компонентами исходного углерод-углеродного композиционного материала. Проведено сравнение твердости методом индентирования композитов с исходной и пироуплотненной углеродной матрицей.


105. ТОРОСЯН С.А. et al. Липофильные фуллерены // ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. 2015. T. 51, № 8. С. 1079–1082.

При взаимодействии додецилового и арахинового эфиров метилмалоновой и дихлоруксусной кислот с фуллереном C60 в условиях реакции Бингеля-Хирша получены и охарактеризованы соответствующие монозамещенные метанофуллерены, хорошо растворимые в органических растворителях. Предложен возможный вариант изучения свойств этих высоколипофильных производных фуллеренов.


106. ТОРОСЯН С.А. et al. Новые мономеры для фуллеренсодержащих полимеров // ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. 2014. T. 50, № 2. С. 190–193.

В результате взаимодействия 2-(акрилоилоксиэтил)- и (ундец-10-ен-1-ил)метилмалонатов с фуллереном С 60 в системе толуол-CBr 4—DBU, а также 2-(2,2-дихлорацетокси)этилакрилата с С60 в системе толуол-DBU получены соответствующие продукты моноциклопропанирования фуллерена.


107. 001802
ЧЕРНОЗАТОНСКИЙ Л.А., АРТЮХ А.А., ДЕМИН В.А. Квазиодномерные фуллерен-нанотрубные структуры: строение, энергетика образования и электронные свойства // ПИСЬМА В ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ. 2013. T. 97, № 1–2. С. 119–126.

Рассмотрен новый класс наноструктур: углеродные нанотрубы (УНТ), одетые в "шубу" из плотноупакованных фуллеренов С60 (или С70), "приклеенные" к ней силами Ван-дер-Ваальса. Дана классификация таких упаковок. Расчеты, проведенные полуэмпирическим и молекулярно-динамическим методами, выявили наиболее энергетически устойчивые системы, а также показали, что топологический (Stone-Walles) дефект на нанотрубе может помочь более выгодному "приклеиванию" к ней фуллерена. Показано, что молекулярное взаимодействие "шубы" из фуллеренов с нанотрубой приводит к существен- ному изменению ее электронного спектра - образованию минизон из большого числа ветвей, связанных со снятием вырождения уровней С60, и свертке ветвей УНТ в меньшую, чем в УНТ, зону Бриллюэна системы. Этот факт должен существенно изменить взаимодействие света с такой наноструктурой по сравнению с УНТ и фуллеренами, что дает перспективу ее применения в фотовольтаике.


108. 001802
ЧЕРНОЗАТОНСКИЙ Л.А., ШЕКА Е.Ф., АРТЮХ А.А. Графен-нанотрубные структуры: строение и энергетика образования // ПИСЬМА В ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ. 2009. T. 89, № 7. С. 412–417.

Рассмотрен новый класс углеродных наноструктур: ковалетно-(или молекулярно-)связанных фрагментов графена и углеродной нанотрубы. Расчеты полуэмпирическим и молекулярно-динамическим методами показали, что наиболее энергетически устойчивые системы - это структуры, образующиеся при соединении атомов края нанотрубы к плоскому участку графенового нанофрагмента или атомов его края с атомами нанотрубы, находящимися на образующей ее цилиндра, а также графеновые наноленты, "приклеенные" к нанотрубе силами ван-дер-ваальса вдоль нее.


109. 035550
ШИКИН А.М. et al. Графен. Синтез и особенности электронной структуры // РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ. 2011. T. 6, № 9–10. С. 114–119.

Методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением измерены и проанализированы изменения электронной структуры валентной зоны и соответствующих дисперсионных зависимостей электронных состояний графена, синтезированного каталитической реакцией крекинга пропилена на поверхности тонких слоев Ni(111) с последующей интеркаляцией атомов Au под сформированный графеновый монослой. Показано, что данный способ синтеза графена приводит к формированию графенового покрытия монослойной толщины на больших площадях с особенностями электронной структуры, характерными для квазисвободного графена: линейная дисперсия п состояний графена в области точки К зоны Бриллюэна с локализацией точки Дирака вблизи уровня Ферми. Выявлено, что контакт графенового монослоя с интеркалированным слоем Au приводит дополнительно к индуцированному подложкой спин-орбитальному расщеплению п состояний графена, в том числе и в области линейности дисперсионных зависимостей.


110. 003899
ШИЛИН В.А. et al. Синтез и радиационная стойкость фуллеренов и их производных // КРИСТАЛЛОГРАФИЯ. 2016. T. 61, № 4. С. 640–644.

"Оптимизированы параметры электродугового устройства для синтеза фуллеренов и эндоэдральных ме- таллофуллеренов. Исследована стойкость фуллеренов С60, С70, фуллеренолов С60 (ОН)30 и С70(ОН)30 к облучению нейтронами. Радиационная стойкость фуллеренов выше, чем фуллеренолов, а эндометаллофуллеренов Gd@C2n – наоборот, ниже соответствующих фуллеренолов Gd@C2n(OH)38. Определена радиационная стойкость смесей эндометаллофуллеренолов Ме@C2n(OH)38 (Me = Gd, Tb, Sc, Fe, Pr) c C60(OH)30. Обсуждаются факторы, влияющие на стойкость фуллеренов и фуллеренолов.


111. ШИРИНКИН С.В. Фуллерены. История открытия и использования // ЭНЕРГИЯ: ЭКОНОМИКА, ТЕХНИКА, ЭКОЛОГИЯ. 2013. № 10. С. 63–66.

Обсуждается четвёртая аллотропная форма углерода, так называемый фуллерен (многоатомные молекулы углерода Сn.


На главную К списку выставокАрхив выставок