ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ 2D И 3D НАНОСТРУКТУР И МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ

Материалы и структуры созданы с помощью разработанных ранее технологий изготовления трехмерных нанооболочек, усовершенствованной технологии импринт-нанолитографии, аддитивной технологии (3D-микронанопечати), технологий функционализированного графена, 2D-печати и гибридной технологии каталитического травления твердых тел. Обнаружены, детально исследованы и объяснены нелинейные свойства транспорта двухмерного электронного газа в градиентном магнитном поле (в трехмерной нанооболочке). Изучены свойства новых 2D-материалов: графена, фторографена и оксида графена, наноструктурированных путем облучения тяжелыми ионами высоких энергий (Xe, 26 - 167 МэВ). Показано, что энергия, выделяемая локально в треках ионов, обеспечивает не только формирование пор - наноотверстий, но и замыкание связей на краях пор бислойных пленок, что означает формирование принципиально новых материалов, отсутствующих в природе. Для случая фторографена показано, что облучения пленок приводит к терморасширению отдельных частиц фторографена с образованием полых «пузырей», наноструктурированию частиц с увеличением флюенса и распаду исходных частиц на гранулы с латеральными размерами ~20 - 50 нм. Облучение пленок оксида графена приводило к локальному восстановлению. Путем жидкого расщепления получены стабильные дисперсии новых двухмерных материалов на основе теллурида и сульфидов лантаноидов. Исследованы свойства дисперсии этих новых двухмерных материалов, и показана их перспективность для формирования сенсоров, оптоэлектронных и солнечных элементов, пигментов, высокотемпературных материалов-термоэлектриков, материалов, прозрачных в ИК-диапазоне, и катализаторов. Изучены свойства субволновых многоуровневых решеток и сложных плазмонных структур. Многослойные плазмонные структуры позволяют добиться качественно новых физических эффектов благодаря взаимодействию плазмонных резонансов, возбуждаемых в различных элементах структуры. Рассчитана карта коэффициента пропускания ТМ-поляризованного света для двухуровневых решеток в зависимости от длины волны и периода структуры. Новыми интересными объектами для исследований являются сформированные в ходе исследования на больших площадях массивы вертикальных высокоаспектных наностолбиков Si, высота которых сравнима или больше длины волны видимого света. Свернутые структуры на основе массивов высокоаспектных наностолбиков перспективны для формирования принципиально новых материалов, например материалов, поглощающих излучение вне зависимости от угла падения света, и уникальных плазмонных структур.