Введение к работе
Актуальность темы
Существует большое количество различных работ посвященных нано структурам, открываются новые нано частицы, исследуются старые наночастицы, открытые ранее, находятся новые области применения наночастиц. Можно говорить об активной разработке и исследовании материалов с нано размерной дисперсностью. Однако, конкретные составы материалов, наночастиц или кластеров с нано размерной дисперсностью устанавливались экспериментально, например, при использовании масс спектрометров или других измерительных приборов. Это привело к тому, что отсутствует какая-либо система классификации и система предсказания составов тех или иных наночастиц. Поэтому актуально определить возможный массив составов наночастиц той или другой симметрии существующих в наноструктурах. Знания составов наночастиц поможет углубить и расширить методы поиска материалов и развить технологию материалов с наноразмерной дисперсностью (материалов НРД), образованных этими наночастицами. Знание составов отдельных наночастиц особенно актуально в медицине, где активно применяются отдельные наночастицы, которые могут использоваться в качестве контейнеров для лекарств и лекарственных препаратов, а также служить маркерами для больных органов. Цель диссертационной работы
Необходимо иметь полную номенклатуру составов, определяемых из первых принципов симметрии и геометрической структуры, из которых мы могли бы выбирать те составы, которые нужны для экспериментальных целей. В настоящее время такой полной системы составов наночастиц не существует. К моменту постановки этой работы Кустовым Евгением Федоровичем была разработана орбитальная система, которая заложила основы физических принципов построения составов и структуры наночастиц. Поэтому была поставлена цель - исследовать структуру частиц веществ с
наноразмерной дисперсностью используя эту орбитальную систему наноструктур. Необходимо было сделать следующее:
Применить общие теоретические положения орбитальной системы для конкретных классов симметрии
Определить уравнения составов наноструктур всех классов симметрии через систему целых чисел
Показать соответствие массивов теоретических составов наноструктур экспериментальным составам и определить области новых наноструктур
Построить массив всех составов, которые могут существовать исходя из принципов симметрии и геометрической структуры
Разработать методику системы классификации наночастиц для их применения в материалах с наноразмерной дисперсностью
Разработать программный комплекс для определения массивов составов наноструктур и последующего формирования базы данных с организацией запросов различной степени сложности для выборки данных
Обоснованность и достоверность полученных результатов
Подтверждается хорошей согласованностью всех полученных
результатов с имеющимися литературными и экспериментальными данными,
и отсутствием противоречий в них.
Научная новизна
Основные научные достижения работы можно разделить на следующие
ключевые пункты:
Разработана методика применения орбитальной системы к расчету спектра составов частиц икосаэдрической и кубической симметрии
Создана теория расчета составов частиц относящихся к группам с аксиальной симметрией
Методика орбитальной системы применена к расчету спектра составов наночастиц для групп симметрии средней и низшей сингоний
Разработаны и введены наборы квантовых чисел заполнения и определены их возможные значения в зависимости от группы симметрии
Разработана пространственная структура распределения атомов в наночастицах
Проведена конкретизация орбитальной системы на реальные составы структур наноразмерной дисперсности.
Практическая ценность работы
Определены массивы составов наночастиц, которые можно применять для изготовления или исследования различных материалов. Причем есть возможность по количеству атомов определить тип, размеры и параметры структур наноразмерной дисперсности, либо наоборот. Основные положения, выносимые на защиту
Методика системы классификации наночастиц для применения их в материалах с наноразмерной дисперсностью
Методика применения орбитальной системы к расчету спектра составов частиц вышей, средней, низшей сингоний и структур с аксиальной симметрией
Система квантовых чисел упаковки атомов и все возможные их значения для всех групп симметрии
Пространственная структура распределения атомов в наночастицах, новый метод графического пространственного представления структуры наночастиц
Уравнения составов для частиц 32-х групп кристаллической системы и 7-й групп частиц икосаэдрической симметрии
Классификация всех возможных наночастиц всех групп симметрии
Методика расчета энергетической структуры наночастиц
Программный комплекс расчета параметров наноструктур, база данных параметров наноструктур, интернет портал для поиска и получения информации о наноструктурах
9. Зависимость электрофизических свойств наночастиц и квантовых точек от их структуры, размеров и количества атомов
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на следующих
конференциях и семинарах:
III Всероссийская школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы» 27 сентября - 2 октября 2010г., Рязань.
VII Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, 7-9 июля 2010 г.
4-я школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии. Функциональные наноматериалы» 25 - 29 апреля 2011г., Новосибирск.
XVII международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 24 - 25 февраля 2011 года, МЭИ (ТУ).
Основные результаты исследований по теме диссертации представлены в 7 печатных работах, 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук.
Также автором данной работы были получены «Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011610705» и «Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2011620053». Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка опубликованных работ, библиографического списка из 126-и наименований, содержит 121 страницу текста, 58 иллюстраций и 20 таблиц.
