Формирование новых материалов для квантовых технологий посредством электрохимической интеркаляции редкоземельных элементов в вандерваальсовы гетероструктуры

Отчет __1_ книга, __42_ с., _23_ рис., _1__ таблица, _25__ источников, __0__ приложений. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: редкоземельные элементы, вандерваальсовы гетероструктуры, графен, интеркаляция атомов и ионов, глубоко-эвтектические растворители, электросаждение, сканирующая туннельная микроскопия, рамановская спектроскопия, ионные жидкости Целью проекта являлась реализация воспроизводимого и контролируемого включения редкоземельных элементов (РЗЭ) в двумерные структуры посредством электрохимической интеркаляции ионов РЗЭ в межслойное пространство вандерваальсовых кристаллов. Для того чтобы определить оптимальные условия интеркаляции ионов РЗЭ и с целью изучения их электрохимического поведения, были тщательно исследованы электрохимические превращения и начальные стадии электроосаждения РЗЭ на атомарно-гладких подложках, включая высокоориентированный пиролитический графит (ВОПГ) и грани монокристаллических электродов. Российский партнер провел ряд исследований электрохимического поведения Er, Eu и Gd в таких ионных системах, как ионные жидкости (ИЖ) с контролируемым содержанием воды. Показана принципиальная возможность электроосаждения РЗЭ в ИЖ. В ходе проекта российский коллектив впервые систематически изучил влияние воды на электросаждение РЗЭ и обнаружил значительное ускорение осаждения РЗЭ в присутствии воды в ИЖ. Показано, что контроль содержания воды критичен не только для кинетики электрохимического восстановления РЗЭ, но и для окислительного состояния РЗЭ в осадках. Оксиды/гидроксиды РЗЭ, обнаруженные с помощью методов рентгеноспектрального анализа, могут образовываться по мере электрохимического осаждения в результате химического взаимодействия с водой, остаточной или специально добавленной в ИЖ. Данные по интеркаляции ионов РЗЭ и ИЖ в межслойное пространство на ВОПГ, полученные российским партнером, были использованы британским партнером для проведения электрохимической интеркаляции РЗЭ в пространство между слоями двуслойного графена на микрочипе. Результаты работы представлены на 3 международных конференциях, опубликована одна обзорная статья и одна научно-исследовательская статья.