Дефекты кристаллической структуры и свойства нанокристаллических оксидов для спинтроники, фотовольтаики и фотокатализа

Целью исследования является установление взаимосвязи между микроструктурой и свойствами микро- и нанокристаллических оксидов для спинтроники, фотовольтаики и фотокатализа. Объектами исследования являются оксиды цинка и титана. Для синтеза образцов оксида цинка будут использованы несколько методов с целью получения различных структурных состояний материала: (1) разработанный и применяемый ранее метод жидкой керамики; (2) разработанный недавно в Черноголовке метод синтеза аэрогелей; (3) будут также использованы выращенные в Черноголовке монокристаллы оксида цинка. Используя метод жидкой керамики, предполагается получать нанокристаллические плотные пленки оксида цинка. Второй метод позволяет синтезировать объемные нанокристаллические образцы ZnO (чистые и легированные), в которых наряду с границами зерен в материале присутствует большая доля свободной поверхности. Третий метод выбран для полноты сравнения структур. Сравнение результатов по нескольким группам образцов позволит получить дополнительную информацию о роли структурных дефектов в появлении ферромагнетизма у ZnO. Предполагается также установить, как изменяется морфология поверхности нанокристаллических пленок оксида цинка от параметров синтеза. Предполагается также создание новых порошковых и пленочных фотокаталитических материалов на основе диоксида титана для фотокаталитической очистки и обеззараживания воздуха. Будут изучены способы управления составом и структурой катализаторов для исследования их активности в процессах очистки воздуха от молекулярных органических загрязнителей, монооксида углерода, озона и галогенсодержащей органики. Будут изучены способы создания гибридных нанокатализаторов для уничтожения загрязнений в воздухе, сочетающих фотокаталитическое окисление на диоксиде титана и низкотемпературное окисление на платине или палладии. Создание опытных образцов фотокаталитических реакторов на основе полученных материалов.