RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 5, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Февраль

←  →

К 40-летию Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН). Обзоры актуальных проблем


Электрофизика углеродных 1D-структур, полученных в лазерном эксперименте: модели и демонстрация

 а, †  б,  б,  б,  б,  б,  б,  б,  б
а Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация
б Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, ул. Горького, 87 , Владимир, 600000, Российская Федерация

Лазерно-индуцированные углеродные 1D-структуры и их некоторые электрофизические свойства изучались как с помощью компьютерного моделирования, так и с целью экспериментальной демонстрации возможного появления новой аллотропной фазы углерода (карбина) вследствие лазерного плавления графита. Обсуждаются методы получения топологических нанокластеров контролируемых модификаций с помощью лазерной абляции, даны их изображения. Рассмотрены основные результаты моделирования 1D-структур с фрактальными фрагментами. Представлены спектры комбинационного рассеяния света и соответствующее подтверждение существования лазерно-индуцированных низкоразмерных углеродных структур, позволяющих разрабатывать на новых физических принципах элементы и устройства для нового поколения наноэлектроники и нанофотоники.

Текст pdf (3,1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039620
Ключевые слова: углеродные 1D-структуры, лазерное плавление графита, карбин, лазерная абляция, моделирование фрактальных объектов, 1D-электрофизика, экспериментальная демонстрация
PACS: 61.48.−c, 79.20.Eb, 81.07.−b (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.12.039620
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/2/b/
2-s2.0-85188861214
2024PhyU...67..109G
Цитата: Гарнов С В, Абрамов Д В, Бухаров Д Н, Худайберганов Т А, Хорьков К С, Осипов А В, Жирнова С В, Кучерик А О, Аракелян С М "Электрофизика углеродных 1D-структур, полученных в лазерном эксперименте: модели и демонстрация" УФН 194 115–137 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 8 сентября 2023, доработана: 4 декабря 2023, 14 декабря 2023

English citation: Garnov S V, Abramov D V, Bukharov D N, Khudaiberganov T A, Khor’kov K S, Osipov A V, Zhirnova S V, Kucherik A O, Arakelyan S M “Electrophysics of carbon 1D structures obtained in a laser experiment: models and demonstration” Phys. Usp. 67 109–128 (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039620

Список литературы (127) ↓ Похожие статьи (1)

  1. Yang G (Ed.) Laser Ablation in Liquids. Principles and Applications in the Preparation of Nanomaterials (New York: Jenny Stanford Publ., 2012)
  2. Абрамов Д В и др Письма в ЖЭТФ 84 315 (2006); Abramov D V et al JETP Lett. 84 258 (2006)
  3. Аракелян С М и др Изв. РАН. Сер. физ. 81 1664 (2017); Arakelian S M et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 81 1468 (2017)
  4. Кучерик А О и др Квантовая электроника 46 627 (2016); Kucherik A O et al Quantum Electron. 46 627 (2016)
  5. Kutrovskaya S V et al Laser Phys. 29 085901 (2019)
  6. Cannella C B, Goldman N J. Phys. Chem. C 119 21605 (2015)
  7. Arakelian S et al Opt. Quantum Electron. 48 342 (2016)
  8. Kucherik A O et al J. Phys. Conf. Ser. 1164 012006 (2019)
  9. Amsler M et al Eur. Phys. J. B 86 383 (2013)
  10. Khorkov K et al New Trends in Nonlinear Dynamics. Proc. of the First Intern. Nonlinear Dynamics Conf., NODYCON 2019 Vol. 3 (Eds W Lacarbonara et al) (Cham: Springer, 2020) p. 131
  11. Мельниченко В М, Сладков А М, Никулин Ю Н Успехи химии 51 736 (1982); Mel'nichenko V M, Sladkov A M, Nikulin Yu N Russ. Chem. Rev. 51 421 (1982)
  12. Dong X et al Proc. Natl. Acad. Sci. USA 119 e2117416119 (2022)
  13. Berghoff D et al Nat. Commun. 12 5719 (2021)
  14. Frey Ph, Rachel S Sci. Adv. 8 eabm7652 (2022)
  15. Кудашкин Д В, Николаев С В, Югай К Н Вестн. Омского ун-та 21 (3) 39 (2016)
  16. Kutrovskaya S et al Nanomaterials 11 763 (2021)
  17. Compañó R, Molenkamp L, Paul D J (Eds) "Technology Roadmap for Nanoelectronics" Technical Report 2nd ed. (Brussels: European Commission, 2000)
  18. Downer M C et al Int. J. Thermophys. 14 361 (1993)
  19. Onari S, Kontani H Phys. Rev. Lett. 128 066401 (2022); Onari S, Kontani H arXiv:2011.01158
  20. Pan B et al Sci. Adv. 1 e1500857 (2015)
  21. Matyushkin Ya et al Appl. Phys. Lett. 120 083104 (2022)
  22. Wang Q et al Nat. Mater. 15 159 (2016)
  23. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Физматлит, 2005); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
  24. Абрикосов А А Основы теории металлов (М.: Физматлит, 2010); Пер. на англ. яз., Abrikosov A A Fundamentals of the Theory of Metals (Mineola, NY: Dover Publ., 2017)
  25. Аракелян С М и др Введение в фемтонанофотонику: фундаментальные основы и лазерные методы управляемого получения и диагностики наноструктурированных материалов (Под общ. ред. С М Аракеляна) (М.: Логос, 2015)
  26. Багаев С Н и др Изв. РАН. Сер. физ. 84 1682 (2020); Bagayev S N et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 84 1427 (2020)
  27. Khorkov K S, Prokoshev V G, Arakelian S M J. Adv. Mater. Technol. 6 (2) 101 (2021)
  28. Arakelian S M et al Opt. Quantum Electron. 52 202 (2020)
  29. Khudaiberganov T A et al J. Phys. Conf. Ser. 1164 012008 (2019)
  30. Chestnov I Yu, Khudaiberganov T A, Arakelian S M J. Phys. Conf. Ser. 1164 012005 (2019)
  31. Khudaiberganov T A, Chestnov I Yu, Arakelian S M Appl. Phys. B 128 117 (2022)
  32. Соболев M M и др Физика и техника полупроводников 42 311 (2008); Sobolev M M et al Semiconductors 42 305 (2008)
  33. Антипов A A и др Изв. РАН. Сер. физ. 80 896 (2016); Antipov A A et al Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 80 818 (2016)
  34. Butko V Yu, DiTusa J F, Adams P W Phys. Rev. Lett. 84 1543 (2000)
  35. Skopelitis P et al Phys. Rev. Lett. 120 107001 (2018)
  36. Kutrovskaya S et al Nano Lett. 20 6502 (2020)
  37. Onari S, Kontani H Phys. Rev. Lett. 128 066401 (2022)
  38. Orekhov N, Logunov M Carbon 192 179 (2022)
  39. Kaiser K et al Science 365 1299 (2019)
  40. Hashimoto T et al Sci. Adv. 6 eabb9052 (2020)
  41. Bongiovanni G et al Nanoscale Adv. 3 5277 (2021)
  42. Whittaker A G Science 200 763 (1978)
  43. Прокошев В Г и др Изв. РАН. Сер. физ. 61 1560 (1997)
  44. Сладков А М Карбин — третья аллотропная форма углерода (М.: Наука, 2003)
  45. Heimann R B, Evsyukov S E, Kavan L (Eds) Carbyne and Carbynoid Structures (Dordrecht: Kluwer Acad., 1999)
  46. Guseva M B et al US Patent 6,454,797 B2 (2022); Bloom J et al US Patent 6,335,350 B1 (2002)
  47. Sun Q et al J. Am. Chem. Soc. 138 1106 (2016)
  48. Бабаев В Г и др Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (3) 16 (2004)
  49. Rice M J et al Phys. Rev. B 34 4139 (1986)
  50. Мисуркин И А, Овчинников А А Успехи химии 46 1835 (1977); Misurkin I A, Ovchinnikov A A Russ. Chem. Rev. 46 967 (1977)
  51. Хвостов В В и др Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. (1) 78 (2012); Khvostov V V et al Moscow Univ. Phys. Bull. 67 (1) 71 (2012)
  52. Leider H R, Krikorian О Н, Young D A Carbon 11 555 (1973)
  53. Евсеев В Н, Кириллин А В, Шейндлин М А Промышленная теплотехника 4 (3) 87 (1982)
  54. Кириллин А В и др Теплофизика высоких температур 23 699 (1985); Kirillin A V et al High Temp. 23 557 (1985)
  55. Глухова О Е, Слепченков М М, Асанов К Р Физика и техника полупроводников 54 1355 (2020); Glukhova O E, Slepchenkov M M, Asanov K R Semiconductors 54 1616 (2020)
  56. Hamad A H "Effects of different laser pulse regimes (nanosecond, picosecond and femtosecond) on the ablation of materials for production of nanoparticles in liquid solution" High Energy and Short Pulse Lasers (Ed. R Viskup) (London: IntechOpen, 2016)
  57. Shugaev M V et al MRS Bull. 41 960 (2016)
  58. Ионин А А, Кудряшов С И, Самохин A A УФН 187 159 (2017); Ionin A A, Kudryashov S I, Samokhin A A Phys. Usp. 60 149 (2017)
  59. Georgakilas V et al Chem. Rev. 115 4744 (2015)
  60. Melezhyk A V, Tkachev A G Nanosyst. Phys. Chem. Math. 5 294 (2014)
  61. Liu P et al Nano Lett. 8 2570 (2008)
  62. Mortazavi S Z , Parvin P , Reyhani A Laser Phys. Lett. 9 547 (2012)
  63. Пилипецкий Н Ф, Рустамов А Р Письма в ЖЭТФ 2 88 (1965); Pilipetskii N F, Rustamov A R JETP Lett. 2 55 (1965)
  64. Cataldo F Carbon 42 129 (2004)
  65. Кресин В З, Овчинников Ю Н УФН 178 449 (2008); Kresin V Z, Ovchinnikov Yu N Phys. Usp. 51 427 (2008)
  66. Kresin V V, Ovchinnikov Yu N Phys. Rev. B 73 115412 (2006)
  67. Bianco A et al Carbon 132 785 (2018)
  68. Tasis D et al Chem. Rev. 106 1105 (2006)
  69. Rao C N R et al Angew. Chem. Int. Ed. 48 7752 (2009)
  70. Kogan E Graphene 2 (2) 74 (2013)
  71. Liu M et al ACS Nano 7 10075 (2013)
  72. Casari C S et al Nanoscale 8 4414 (2016)
  73. Kibis O V, Parfitt D G W, Portnoi M E Phys. Rev. B 71 035411 (2005)
  74. Kavan L et al Carbon 33 1321 (1995)
  75. Kneipp K et al Phys. Rev. Lett. 84 3470 (2000)
  76. Xiao J, Li J, Yang G Small 13 1603495 (2017)
  77. Reber C et al J. Phys. Chem. 95 2127 (1991)
  78. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Статистическая физика Т. 1 (М.: Физматлит, 2002); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Statistical Physics Vol. 1 (Oxford: Pergamon Press, 1980)
  79. Zhao X et al Phys. Rev. Lett. 90 187401 (2003)
  80. Chalifoux W A, Tykwinski R R Nat. Chem. 2 967 (2010)
  81. Ma C R, Xiao J, Yang G W J. Mater. Chem. C 4 4692 (2016)
  82. Kutrovskaya S V et al Sci. Rep. 10 9709 (2020)
  83. Shaver J, Kono J Laser Photon. Rev. 1 260 (2007)
  84. Artyukhov V I, Liu M, Yakobson B I Nano Lett. 14 4224 (2014)
  85. Khoo K H et al Nano Lett. 8 2900 (2008)
  86. Zanolli Z, Onida G, Charlier J-C ACS Nano 4 5174 (2010)
  87. Zeng M G et al Appl. Phys. Lett. 96 042104 (2010)
  88. Akdim B, Pachter R ACS Nano 5 1769 (2011)
  89. Беланков А Б, Столбов В Ю Сибирский журн. индустриальной математики 8 (12) 12 (2005)
  90. Bukharov D N, Kucherik A O, Arakelyan S M J. Phys. Conf. Ser. 1331 012017 (2019)
  91. Bukharov D N et al J. Phys. Conf. Ser. 1331 012008 (2019)
  92. Arakelian S M et al New Trends in Nonlinear Dynamics. Proc. of the First Intern. Nonlinear Dynamics Conf., NODYCON 2019 Vol. 3 (Eds W Lacarbonara et al) (Cham: Springer, 2020) p. 121
  93. Richardella A et al Science 327 665 (2010)
  94. Гантмахер В Ф Электроны в неупорядоченных средах 3-е изд. (М.: Физматлит, 2013); Пер. на англ. яз., Gantmakher V F Electrons and Disorder in Solids (Oxford: Oxford Univ. Press, 2005)
  95. Игнатов А Н Наноэлектроника. Состояние и перспективы развития (М.: Флинта, 2012)
  96. Драгунов В П, Неизвестный И Г, Гридчин В А Основы наноэлектроники (М.: Логос, 2011)
  97. Праздников Ю Е и др Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. (5) 37 (2004); Prazdnikov Yu E et al Moscow Univ. Phys. Bull. 59 (5) 26 (2004)
  98. Prazdnikov Yu E et al J. Russ. Laser Res. 26 245 (2005)
  99. Prazdnikov Yu J. Mod. Phys. 2 845 (2011)
  100. Иваненко И П, Краснощеков С В, Павликов А В Физика и техника полупроводников 52 768 (2018); Ivanenko I P, Krasnoshchekov S V, Pavlikov A V Semiconductors 52 907 (2018)
  101. Bukharov D N, Kucherik A O, Arakelian S M J. Adv. Mater. Technol. 8 (3) 227 (2023)
  102. Huang E W et al Science 358 1161 (2017)
  103. Ferini G, Baratta G A, Palumbo M E Astron. Astrophys. 414 757 (2004)
  104. Лозовик Ю Е, Попов А М УФН 167 751 (1997); Lozovik Yu E, Popov A M Phys. Usp. 40 717 (1997)
  105. Samyshkin V et al Opt. Quantum Electron. 51 394 (2019)
  106. Yao K-X, Zhang Z, Chin C Nature 602 68 (2022)
  107. Briggeman M et al Science 367 769 (2020)
  108. Faoro L, Feigel'man M V, Ioffe L Ann. Physics 409 167916 (2019)
  109. Punnoose A, Finkel'stein A M Science 310 289 (2005)
  110. Югай К Н Вестн. Омского ун-та (2) 104 (2013)
  111. Wu H et al Nature 604 653 (2022)
  112. Sedov E et al Sci. Rep. 10 8131 (2020)
  113. Sedov E, Arakelian S, Kavokin A Sci. Rep. 11 22382 (2021)
  114. Chestnov I Y, Arakelian S M, Kavokin A V New J. Phys. 23 023024 (2021)
  115. Feynman R P, Hibbs A R, Styer D F Quantum Mechanics and Path Integrals Emended ed. (Mineola, NY: Dover Publ., 2010)
  116. Frydman A Physica C 391 382 (2003)
  117. Kavokin A et al Superlattices Microstruct. 111 335 (2017)
  118. Садаков А В, Соболевский О А, Пудалов В М УФН 192 1409 (2022); Sadakov A V, Sobolevskii O A, Pudalov V M Phys. Usp. 65 1313 (2022)
  119. Marik S et al Phys. Rev. Mater. 3 060602 (2019)
  120. Kang M et al Nat. Phys. 18 301 (2022)
  121. Meng Y et al Nat. Commun. 14 2431 (2023)
  122. Григорьев И С, Мейлихов Е З (Ред.) Физические величины. Справочник (М.: Энергоатомиздат, 1991); Пер. на англ. яз., Grigoriev I S, Meilikhov E Z (Eds) Handbook of Physical Quantities (Boca Raton, FL: CRC Press, 1997)
  123. Кучерик А и др Оптика и спектроскопия 121 285 (2016); Kucherik A et al Opt. Spectrosc. 121 263 (2016)
  124. Смирнов Б М УФН 149 177 (1986); Smirnov B M Phys. Usp. 29 481 (1986)
  125. Александров Д В, Галенко П К УФН 184 833 (2014); Aleksandrov D V, Galenko P K Phys. Usp. 57 771 (2014)
  126. Wang E et al Nat. Commun. 14 7233 (2023)
  127. Veselov D A et al J. Luminescence 263 120164 (2023)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение