Образование

Фотонно-кристаллические структуры на основе анодного оксида обладают уникальными оптическими свойствами, позволяющими использовать их в качестве сенсоров химических веществ. Однако, формирующиеся в процессе анодирования алюминия оксидные плёнки являются аморфными и характеризуются недостаточной для их долгой работы химической стабильностью. Химическая стабильность может быть значительно увеличена в результате термической обработки материала.

Целью данной работы является получение композиционных мембран на основе Pd и его сплавов (Pd-Ag, Pd-Au) на несущей основе из анодного оксида алюминия (АОА) и исследование их эффективности для очистки водорода. В ходе работы предполагается формирование пористых пленок АОА методом двухстадийного анодирования металла. На следующем этапе методом магнетронного напыления на поверхности АОА будет
сформирован сплошной слой палладия. Последующая электрохимическая кристаллизация палладия и его сплавов в порах АОА является заключительным этапом формирования композиционных Pd-содержащих мембран.

Квантовые технологии набирают популярность. Важной материаловедческой задачей в этой области является разработка элементной базы для создания логических элементов. Одним из примеров таких элементов являются джозефсоновские переходы на основе единичных нанопроводов. В рамках курсовой/дипломной работы Вы сможете научиться получать металлические нанонити нужного состава и исследовать их транспортные свойства при низких температурах.

Перспективным методом получения массивов металлических наностержней является темплатное электроосаждение. В случае использования в качестве матриц пористых пленок анодного оксида алюминия с высокоупорядоченной структурой, получаемые нанокомпозиты могут обладать уникальными свойствами в оптическом диапазоне. В рамках курсовой/дипломной работы Вы сможете получить гиперболический метаматериал с управляемыми оптическими свойствами.

Оптический режекторный фильтр или полосно-заграждающий (notch filter) блокирует заданный узкий диапазон длин волн и пропускает все другие длины волн в пределах рабочего диапазона фильтра. Такие фильтры используются в спектроскопии, оптических системах
связи и аналитических измерениях. Их применяют, например, в рамановских спектрометрах, в которых необходимо отделить полезный сигнал от зондирующего лазерного излучения.

Режекторные фильтры представляют из себя плёнки с периодической структурой. Коммерчески доступные фильтры получают при помощи физических методов, которые требуют дорогостоящего оборудования. Использование электрохимического окисления алюминия при периодическом изменении напряжения позволяет значительно снизить
себестоимость получаемых оптических фильтров.

Целью данной работы является получение композиционных мембран на основе Pd и его сплавов (Pd-Ag, Pd-Au) на несущей основе из анодного оксида алюминия (АОА) и исследование их эффективности для очистки водорода. В ходе работы предполагается формирование пористых пленок АОА методом двухстадийного анодирования металла. На следующем этапе методом магнетронного напыления на поверхности АОА будет
сформирован сплошной слой палладия. Последующая электрохимическая кристаллизация палладия и его сплавов в порах АОА является заключительным этапом формирования композиционных Pd-содержащих мембран.

Пленки оксида вольфрама, нанесенные на прозрачную подложку, являются перспективными материалами для использования в электрохромных приложениях. Для улучшения энегроэффективности материала предложено проводить его допирование молибденом непосредственно в процессе их электроосаждения. В предлагаемой работе планируется электрохимически получить пленки WO3 из растворов вольфраматов, содержащих большие добавки молибдена (>30 моль.%) и охарактеризовать полученные пленки с помощью циклической вольтамперометрии рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и спектрофотометрии.

Студенты ознакомятся с оригинальными методиками и уникальным оборудованием, используемым в лаборатории химии высоких энергий для экспериментального моделирования механизмов астрохимических процессов, протекающих под действием излучений при криогенных температурах (от 4.3 К), получат представление о возможностях спектроскопических методов для исследования наиболее реакционноспособных интермедиатов химических реакций с использованием матричной изоляции, а также об образовании и характеристиках необычных молекул, устойчивых только при очень низких температурах.

Основная цель работ в данном направлении — разработка основ подбора и оптимизации наносенсибилизаторов для радиотерапии и тераностики с использованием внешнего облучения. Студенты получат представления о возможностях применения ЭПР спектроскопии и метода спиновых ловушек для изучения влияния металлических и оксидных наночастиц на образование радикалов при действии рентгеновского излучения на модельные водно-органические системы.

Металл-полимерные нанокомпозиты — класс функциональных наоматериалов, имеющих широкие перспективы применения (создание сенсоров, каталитические материалы, материалы с бактерицидными и фунгицидными свойствами). Студенты получат представление о возможности «безреагентного» получения таких материалов с контролируемым размером наночастиц, а также методов определения их характеристик.

Твердотельный синтез интерметаллических соединений литий-алюминий важен для пре-литирования анодных материалов литий-ионных аккумуляторов. Возможность такого синтеза была принципиально показана нами ранее, но необходимо определить оптимальные условия для этой реакции с целью повышения эффективности процесса. Полученные материалы будут использованы в прототипах литий-ионных аккумуляторов. Студент научится проводить твердотельный синтез интерметаллический материалов системы литий-алюминий, работать в условиях перчаточного бокса, собирать и тестировать прототипы литий-ионных аккумуляторов.

12. Синтез фосфатных и оксидных катодных материалов и твердых электролитов для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов (Руководитель: к.х.н., в.н.с. Олег Андреевич Дрожжин)

Пленки оксида вольфрама, допированные молибденом, являются перспективными материалами для использования в электрохромных приложениях. В нашей группе получен ряд материалов с различным соотношением W/Mo в растворах осаждения, но состав полученных пленок — неизвестен. В предлагаемой работе планируется 1) отработать базовую методику оптического определения W и Mo с рядом орг. реагентов и выбрать из них оптимальный  2) провести анализ полученных пленок.

Квантовые технологии набирают популярность. Важной материаловедческой задачей в этой области является разработка элементной базы для создания логических элементов. Одним из примеров таких элементов являются джозефсоновские переходы на основе единичных нанопроводов. В рамках курсовой/дипломной работы Вы сможете научиться получать металлические нанонити нужного состава и исследовать их транспортные свойства при низких температурах.

Перспективным методом получения массивов металлических наностержней является темплатное электроосаждение. В случае использования в качестве матриц пористых пленок анодного оксида алюминия с высокоупорядоченной структурой, получаемые нанокомпозиты могу обладать уникальными свойствами в оптическом диапазоне. В рамках курсовой/дипломной работы Вы сможете получить гиперболический метаматериал с управляемыми оптическими свойствами.

На сегодняшний день метод анодирования с обратной связью, позволяющий задавать требуемую модуляцию напряжения (U) от длины оптического пути (L) вдоль нормали к плоскости плёнки, U(L), является лучшим для формирования фотонно-кристаллических структур на основе анодного оксида алюминия. Данный метод позволяет синтезировать материалы с рекордными коэффициентами добротности и точным контролем положения характеристических пиков: фотонной запрещённый зоны и зоны резонансного пропускания. Для придания дополнительной функциональности фотонно-кристаллическим структурам, в рамках дипломной работы будут получены композитные структуры, содержащие фотохромные жидкие кристаллы в порах анодного оксида алюминия. На их основе будут разработаны фотопереключаемые узкополосные оптические фильтры.