Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование новых кристаллических, аморфных и наноструктурированных материалов для сцинтилляционных и люминесцентных преобразователей, сенсоров и других применений»

имени М.В. ЛОМОНОСОВА

имени Д.В. СКОБЕЛЬЦЫНА

«1 этап. Выбор и обоснование методик исследования, анализ литературных данных»

России» на 2009-2013г.

Научный руководитель,

доктор ф.-м. наук, профессор _______________ В.В.Михайлин

2010

Список исполнителей

Научный руководитель, зав.отделом, зав.каф., д.ф.-м.н., профессор	_______________________ подпись, дата	Михайлин Виталий Васильевич (Введение – постановка задачи, заключение – обобщение результатов, все разделы – постановка задачи и участие в обсуждении)
Исполнители:
студент	_______________________ подпись, дата	Антошков Андрей Анатольевич (разделы 6, 7– участие в измерениях)
Выпускник аспирантуры	_______________________	Богатырев Илья Борисович (раздел 2 – анализ результатов)
н.с.	_______________________ подпись, дата	Бежанов Виталий Анатольевич (разделы 4,8 – участие в измерениях)
вед.н.с., д.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Васильев Андрей Николаевич (раздел 1 –участие в расчетах, разделы 2, 3 – постановка задачи, обобщение и анализ результатов)
ст.н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Герасимова Василиса Игоревна (раздел 7 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, разделы 6, 8 – анализ и обобщение результатов)
н.с.	_______________________ подпись, дата	Заворотный Юрий Станиславович (разделы 6, 7, 8 – участие в измерениях, участие в обсуждении)
студент	_______________________ подпись, дата	Илюхин Сергей Сергеевич (разделы 6, 8 – участие в измерениях)
доцент, к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Каменских Ирина Александровна (раздел 1 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, раздел 3 – участие в обсуждении, раздел 4 – участие в измерениях)

зав. лаб., проф., д.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Каск Николай Евгеньевич (раздел 5 – постановка задачи, анализ и обобщение)
аспирант	_______________________ подпись, дата	Киркин Роман Владимирович (разделы 2, 3 – анализ литературных данных)
ст.н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Колобанов Виталий Николаевич (раздел 4 – участие в измерениях)
н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Лексина Елена Георгиевна (раздел 5 – участие в измерениях, анализ литературных данных)
мл.н.с.	_______________________ подпись, дата	Марков Игорь Александрович (разделы 2, 3 – анализ литературных данных, подготовка материала)
н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Мичурин Сергей Владимирович (раздел 5 – работа с литературой, проведение измерений)
ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.	_______________________ подпись, дата	Рыбалтовский Алексей Ольгердович (разделы 6, 8 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, подготовка текста отчета)
аспирант	_______________________ подпись, дата	Савон Александр Евгеньевич (разделы 3, 4 – анализ литературных данных, участие в измерениях)
н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Спасский Дмитрий Андреевич (раздел 4 – постановка задачи, анализ и обобщение результатов, проведение измерений)
гл. специалист, к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Сусов Александр Михайлович (введение, заключение, подготовка текста отчета , разделы 6, 7 – обобщение и анализ результатов)
ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.	_______________________ подпись, дата	Фёдоров Геннадий Михайлович (разделы 5, 8 – участие в измерениях, анализ результатов)
аспирант	_______________________ подпись, дата	Чугунова Марина Михайловна (раздел 1 – анализ литературных данных, подготовка материала)
мл.н.с., к.ф.-м.н.	_______________________ подпись, дата	Шапочкин Григорий Михайлович (разделы 3, 4 – участие в измерениях, анализ результатов)
стажер	_______________________ подпись, дата	Яковлев Вадим Гаврилович (раздел 4 – участие в измерениях)
нормоконтролер	_______________________ подпись, дата	Михайлова Лидия Алексеевна (проверка отчета)

Изменения в составе коллектива исполнителей НИР за отчетный период (первый этап 2010 года):

Принят в состав исполнителей контракта (по сравнению с заявкой):

1. 
   Федоров Г.М. (ст.н.с., к.ф.-м.н., ст.н.с.), дата рождения 18.04.1944
   
2. 
   Богатырев И.Б. (выпускник аспирантуры), дата рождения 13.11.1982
   

1. 
   Павлов Ю.В. (ст.н.с., к.ф.-м.н.), в связи с изменением тематики работы;
   
2. 
   Пивкин А.Н. (мл.н.с), в связи с изменением тематики работы;
   
3. 
   Чекина С.Н. (н.с., к.ф.-м.н.), в связи с изменением тематики работы;
   
4. 
   Лякишева И.Б. (аспирант), в связи с окончанием срока обучения в аспирантуре;
   
5. 
   Захаров А.С. (аспирант), в связи с изменением тематики работы;
   
6. 
   Абрамов Д.В. (студент), в связи с окончанием срока обучения.
   

1. 
   Студент Киркин Р.В. поступил в аспирантуру (с 01.03.2010);
   
2. 
   Ст.н.с. Каменских И.А. переведена на должность доцента (с 01.06.2010).
   

Целью выполнения НИР является проведение исследований взаимодействия синхротронного и лазерного излучения с новыми кристаллическими, аморфными и наноструктурированными материалами по следующим направлениям:

• 
  Исследование процессов передачи энергии в сцинтилляторах, используемым в составе детекторов для позитрон-эмиссионной томографии и регистрации новых физических явлений, в частности, иттербий-содержащих сцинтилляторов с люминесценцией из состояний с переносом заряда;
  
• 
  Определение особенностей процессов преобразования энергии ионизирующего излучения (частиц) в световое излучение в оксидных ионно-ковалентных диэлектрических кристаллах молибдатов, которые являются новыми материалами для создания криогенных фонон - сцинтилляционных детекторов редких событий;
  
• 
  Разработка методов управления физико-химическими свойствами прозрачных полимерных материалов путем их модификации с помощью метода сверхкритической флюидной импрегнации и последующего УФ облучения;
  
• 
  Проведение исследований механизмов формирования металлических наночастиц с определёнными параметрами, а также периодических структур из них, в прозрачных диэлектриках, которые могут найти применение при создании сенсорных и других устройств для медицины и биологии;
  
• 
  Построение теории, объясняющей непропорциональность выхода люминесценции сцинтилляторов, и определение связи особенностей электронной структуры с предельным энергетическим разрешением сцинтилляторов;
  
• 
  Исследование процессов при взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения в области от ИК до мягкого рентгена с диэлектрическими кристаллами;
  
• 
  Исследование перколяционного механизма формирования наноматериалов при лазерной абляции многокомпонентных мишеней, определение параметров полученных структур и исследование их оптических, транспортных и других физических свойств, с целью направленного изменения параметров и свойств получаемых наноматериалов, разработки методик их исследования и практического применения.
  
• 
  Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов.
  

Проведен теоретический анализ влияния рассеяния на спектральные характеристики люминесценции в мелкодисперсных системах. Проведен анализ литературных данных по спетрально-кинетическим исследованиям люминесценции наноразмерного кремния различных морфологий.

Проведен анализ моделей взаимодействия и кинетик релаксации различных типов скоррелированных электронных возбуждений, создаваемых в широкозонных диэлектрических кристаллах с учетом неоднородного распределения возбуждения

Проведен анализ экспериментальных данных и феноменологических моделей, объясняющих непропорциональность энергетического выхода сцинтилляторов на основе нелинейности люминесцентного отклика в треке с неоднородным распределением возбуждений.

Проанализированы литературные данные по кристаллической структуре, электронному строению энергетических зон, спектрам люминесценции и моделям, позволяющим объяснить спектрально-кинетические характеристики широкого ряда кристаллов на основе MoO₄ комплекса.

Проанализированы различные методы получения фрактальных наноматериалов методом лазерной абляции многокомпонентных мишеней, помещенных в буферный газ и жидкость.

На основе полученных экспериментальных данных проведён анализ методов и механизмов импрегнации молекул МОС серебра и меди в матрицы искусственного опала и стекла Vycor.

Проведен цикл исследований по вхождению -дикетонатов европия во фторсодержащие полимеры в зависимости от типа лиганда (fod, tta, bta, 1,10-фенантролин). Установлено, что присутствие 1,10-фенантролина в качестве дополнительного лиганда ухудшает растворимость МОС в СКФ и требует изменения параметров импрегнации.

Рассмотрены механизмы формирования наночастиц серебра в полимерных матрицах, импрегнированных молекулами МОС серебра через раствор сверхкритического СО₂, при фото- и терморазложении этих молекул.

Все перечисленные выше результаты работ сопоставимы с аналогичными работами, определяющими мировой уровень исследований.

Результаты работы использованы в образовательном процессе в курсах лекций, читаемых на физическом факультете МГУ, при подготовке дипломных работ и кандидатских диссертаций.

По результатам работы опубликовано 6 работ в высокорейтинговых журналах, сделано 11 докладов на международных конференциях и 3 доклада на российских конференциях.