Управление физико-химическими свойствами наноструктурированных пленок на основе наночастиц

Междисциплинарный проект направлен на разработку способов управления физико-химическими свойствами тонких пленок, образованных наночастицами различного элементного состава. Такие пленки являются сверхтонкими, от 1 нм, и обладают шероховатостью на атомном уровне.Поставленная задача может быть достигнута за счет сочетания физических и химических методов воздействия на характеристики пленок. К первым относится управление формой, геометрическими размерами, степенью кристалличности, электронным строением и намагниченности наночастиц – компонентов нанострукрированных пленок путем применения различных методик нанесения и исходных веществ. К физическим способам управления можно отнести также взаимодействие между наночастицами и подложкой, на которую они нанесены. При этом к перечисленным выше характеристикам единичных наночастиц, добавляются новые, характеризующие структурные особенности пленки, такие, как места локализации и агрегирование наночастиц на поверхности подложки, а также вариация среднего расстояния между ними. К химическим методам управления относится целенаправленное изменение элементного состава наночастиц и тонких пленок в целом за счет дозированного химического воздействия. Представляется, что наиболее перспективны два направления исследований. Во-первых, это решение проблемы стабильности тонких пленок по отношению к основным компонентам атмосферы – О2, N2, СО, Н2О и др., и, во-вторых, управляемая модификация физико-химических свойств. Таким образом, результатом работы по проекту будет «рецепт приготовления» тонких наноструктурированных пленок с заданными и/или управляемыми свойствами. Кроме того, одной из задач проекта является создание новых и адаптация существующих методов диагностики свойств тонких наноструктурированных пленок.Подходы, предложенные в проекте, способны дать новую качественную и количественную информацию о физико-химических свойствах наноструктурированных пленок, а также возможность проведения управляемых модификаций единичных наночастиц с целью получения систем с заданными свойствами. В экспериментах будут применяться стандартные и специальные разработанные нами методы – резонансная электронно-колебательная и кинетическая туннельные спектроскопии, позволяющие решать поставленные выше задачи, а также неразрушающий метод измерения толщин покрытий. По экспериментальным данным с использованием численных методов квантовой химии будут установлены физико-химические свойства, микроскопические механизмы электронных и химических процессов, определяющих атомную и электронную структуру, подвижность и миграцию дефектов в наноструктурированных пленках различного элементного состава.