«Синтез, структура, магнитные и электронные свойства нанокомпозитов наоснове халькогенидов и оксидов переходных металлов для применений внанотехнологиях, микроэлектронике и биомедицине.»,в 2018 году

Рассмотрены синтез, магнитные, структурные и электронные свойства нанокомпозитов на основе графена и оксида графена, модифицированных оксидами железа. Исследован процесс взаимодействия графена с наночастицами оксида железа. На первой стадии синтезирован оксид графена (OG), модифицированный наночастицами магнетита Fe₃O₄, затем получены образцы путем восстановления оксида графена до графена (G) при температурах отжига 500 - 900°С. Образцы исследованы методами рентгенографии, электронной микроскопии (ТЕМ и HRTEM), дифракции электронов (ЭД), рамановской и мессбауэровской спектроскопии, а также проведены магнитные измерения. Установлено, что магнетит Fe₃O₄ в сочетании с оксидом графена становится нестехиометрическим и в нем появляется фаза маггемита γ - Fe₂O₃, доля которой увеличивается при восстановление OG до G при термической обработке. Нанокомпозиты γ - Fe₂O₃/G, полученные при 900°С, имеют форму дисков и структуру типа ядро - оболочка. Средний диаметр дисков около 50 нм, толщина около 10 нм, а толщина графеновой оболочки 3 - 5 нм. С повышением температуры отжига появляется фаза гематита α - Fe₄2O₃. Это происходит в частицах, которые не покрыты графеном. Затем появляются нанокомпозиты, в которых ядра оксидов железа FeₓOy покрыты оболочкой графена. При этом FeₓOy состоит из смеси фаз Fe₃O₄, γ - Fe₂O₃ и α - Fe₂O₃. Содержание каждой фазы может меняться при изменении температуры отжига.Из магнитных и рамановских измерений установлено, что намагниченность наночастиц магнетита в контакте с графеном значительно уменьшается, что связано с делокализацией 3d электронов за счет переноса заряда от железа к графену в пограничном слое ядро-оболочка. При этом магнетит действует как донор, поставляя электроны к графену. Магнитные и электронные свойства такого комплекса могут регулироваться взаимодействием переноса заряда между графеном и оксидом железа. Такие свойства могут иметь потенциальные применения во многих электронных устройствах, таких как суперконденсаторы, эффективные анодные материалы для литий-ионных батарей, магнитная целевая доставка лекарств, фототермическая терапия и магнитно-резонансная томография. Изучены структурные, магнитные и электронные свойства нанокомпозитов на основе графена и оксида графена, модифицированных оксидами железа. Установлен новый механизм трансформации ферроцена Fe(C5H₅)₂ под воздействием высокого давления и температуры с образованием нанокомпозитов Fe₇C₃@C и Fe₃C@C) типа ядро - оболочка. Синтезированы и исследованы структура и свойства массивов нанопроволок железа-кобальт Fe1-х - Coₓ в порах полимерных трековых мембран. Получена серия массивов нанопроволок Ni - Fe в порах полимерных мембран.