Синтез перспективных нанокомпозитных материалов на основе кремния, широкозонных полупроводников, углеродных нанотрубных слоёв и металлических наночастиц и исследование их физико-химических свойств

Объект исследования - имплантированные ионами эрбия (Er⁺) кристаллы фосфида индия (InP) и кварца (SiO₂) с последующим импульсным (наносекундным) отжигом мощными ионными пучками (углерод, водород); трипептид глицил-глицил-глицин на различных подложках (пиролитический графит, слюда и монокристаллический кремний); конические углеродные нанотрубки как исходные, так и подвергнутые электрохимической обработке. Цель исследования - разработка ионно-лучевых, химических и электрохимических методов формирования нанокомпозитных материалов и микроструктур; проведение комплекса исследований структуры и свойств полученных материалов с использованием современных физических методов. В 2017 г. с применением низкоэнергетической имплантации кристаллов фосфида индия (InP) и кварца (SiO₂) ионами эрбия (Er⁺) с последующим импульсным (наносекундным) отжигом мощными ионными пучками (углерод, водород) получены сильнолегированные (до 5×1020 см⁻³) мелкозалегающие (до 100 нм) кристаллические слои InP:Er и SiO₂:Er. Установлено, что интенсивность сигнала в коротковолновой области на длинах волн, соответствующих зеленым (~540 нм, переход 2H11/2→4I15/2) и красным (~ 760 нм, переход 4I9/2→4I15/2) полосам, значительно превышает интенсивность длинноволнового сигнала (~1540 нм, переход 4I13/2→4I15/2). Выполнен анализ влияния паров органических соединений, относящихся к различным классам, на морфологию поверхности пленок трипептида L-глицил-L-глицил-L-глицин. Установлено, что на поверхности образуются плоские кристаллические структуры (при насыщении парами спиртов и пиридина), что подтверждено данными порошковой дифрактометрии. При насыщении пленки трипептида парами воды образуется поликристаллическая структура. Разработана методика управляемого распределения добавки в среде, установлены зависимости электрофизических характеристик композиционного материала от концентрации легирующих элементов и их распределения, что позволит создать научно-технический задел для разработки композиционных материалов, легированных углеродными нанотрубками, обладающих улучшенными функциональными характеристиками.