• ЭИОС

Учебно-научно-технологическая лаборатория "Графеновые нанотехнологии"

Учебно-научно-технологическая лаборатория
«Графеновые нанотехнологии»
1. Тематический план лаборатории
Основным направлением деятельности лаборатории является разработка и создание различных сенсоров на основе графена и его производных, защитных покрытий, графеновых чернил для струйной печати, слоистых структур, гетероструктур, тестовой памяти, тест системы для диагностики наследственных заболеваний, проведение фундаментальных научных исследований электрофизических, структурных, оптических характеристик полученных материалов.

                                                                               
     Нанолаборатория
    ИНТЕГРА Спектра
Модуль сухого 
плазмохимического травления 
ЭТНА-100-ПТ-1
 
Трубчатая печь
 Nabertherm
RS 80/750/11     

                                                                         
                                                                     
                                                               
Автоматическая система 
электрофизических измерений   ASEC-03  
      Печь MILA-5000-P-F
Зондовая станция EPS-300

                                                                                                                                            
                Система проявки Plasma System Pico 

   Система совмещения и экспонирования HTG 84-3

 

Планируется усовершенствование технологий синтеза тонких пленок на основе графена и его производных (фторографен, оксид графена) химическим методом из суспензий и химическим осаждением графена из газовой фазы (метод CVD). Планируется разработка технологий получения сенсоров влажности, температуры, биосенсоров, гетероструктур на основе графена и его производных, поиск квантово-размерных эффектов в слоистых структурах. Планируется проведение исследований электрофизических, оптических, структурных характеристик созданных слоев графена и новых функциональных материалов и приборов, полученных из графена.

2. Кадровый состав лаборатории:
  Ф.И.О. Должность (раздел), ученая степень
1 Смагулова Светлана Афанасьевна Главный научный сотрудник, к.ф.м.н.
2 Капитонов Альберт Николаевич Ведущий научный сотрудник, к.х.н.
3 Николаев Данил Валерьевич Старший научный сотрудник,
к.ф.м.н.
4 Попов Василий Иванович Старший научный сотрудник,
к.ф.м.н.
5 Тимофеева Тамара Егоровна Старший научный сотрудник, к.ф.м.н.
6 Тимофеев Владимир Борисович Научный сотрудник
7 Винокуров Павел Васильевич Научный сотрудник
8 Куркина Ирина Ивановна Младший научный сотрудник
9 Александров Григорий Николаевич Научный сотрудник
10 Васильева Федора Дмитриевна Инженер-химик
11 Томская Александра Евгеньевна Инженер
12 Егорова Марфа Никтична Лаборант

 
3. Научно-инновационная деятельность:
За 2014-2015 года выполнена научная работа по грантам на сумму 2 080 000 (Два миллиона двести восемьдесят тысяч)рублей:
2014 г. – Выполнено 4 гранта на сумму 610 тыс. руб.
1.     Программа «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») 2013 г. (продолжающийся проект 2013 – 2014 гг). Название проекта: Разработка технологий создания графеновых чернил для печати электронных схем, 200 тысяч рб.
2.     РФФИ Конкурс научных проектов, выполняемых молодыми учеными под руководством кандидатов и докторов наук в научных организациях России. «Диэлектрические пленки нанометровойтолщины полученные из фторированной суспензии графена», 210 тысяч рб.
3.     Гос. программа «Научно-техническое и инновационное развитие РС(Я) на 2012-2016 гг.» «Cоздание радиационно-стойкого датчика влажности на основе графена», 100 тысяч рб.
4.     Грант ФЦП Разработка подходов к созданию тест-систем для ДНК-диагностики на основе биочипа и на основе оксида графена, 100 тысяч рб.
2015 г. – Выполнена работа по 6 грантам на сумму 1470 тыс.руб.
1.     Грант РФФИ № 15-08-01977 « Экспериментальное исследование процесса функционализации графеновых пленок олигонуклеотидами для разработки физико-технологических основ биологических наносенсоров»; 550 тысяч рб.
2.     Грант Главы Республики Саха (Якутия) для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов: «Электрофизические и динамические свойства транзисторных структур на основе мультиграфена»; 300 тысяч рб.
3.     Программа «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») 2013 г. (продолжающийся проект 2013 – 2014 гг). Название проекта: Разработка технологий создания графеновых чернил для печати электронных схем; 100 тысяч рб
4.     Победитель Программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») 2014 г. (продолжающийся проект 2014 – 2015гг). Название проекта: Разработка технологии очистки природного графита месторождений Дальневосточного федерального округа РФ; 200 тысяч рб.
5.     Грант РНФ по теме «2D печатные технологии получения материалов и электронных устройств на основе графена»- 220 тысяч рб.
6.     Грант ФЦП по теме «Разработка подходов к созданию тест-систем для ДНК-диагностики на основе биочипа и на основе оксида графена»- 100 тысяч рб.
 За 2014 -2015 г. –зарегистрировано 2 ноу-хау, получено 2 патента, отправлена 1 заявка на патент
1.     Ноу-хау Способ изготовления сенсоров влажности из мультиграфеновой пленки, Тимофеев В.Б., Попов В.И., Николаев Д.В., Смагулова С.А., Тимофеев Т.Е., Михайлова Е.И., Ноговицын Р.Р., Винокуров А.А., Николаева Л.П., Регистрационный номер Вн. 06/КТ (ноу-хау) 65, дата регистрации заявки 12.05.2014
2.     Ноу-хау Способ получения суспензии фторографена, Куркина И.И., Небогатикова Н.А., Антонова И.В., Смагулова С.А, 2015 г.
3.     Положительное решение экспертизы на получение патента РФ на полезную модель “Устройство датчика влажности”, основанного на мультиграфеновой пленке (заявка на полезную модель 2014145451).
4.     Положительное решение экспертизы на получение патента РФ на полезную модель “Cпособ подавления перекресных помех в многопроводных линиях связи” (заявка на полезную модель 2014116590).
5.     Подана заявка на патент: «Способ диагностики точечных мутаций в нативной ДНК с применением оксида графена», Кузнецов А.А., Максимова Н.Р., Александров Г.Н., Смагулова С.А.
 4. Участие в тематических выставках, полученные дипломы, награды за 2014-2015 гг.
1.     Северо-восточный образовательный форум, выставка «Университет: территория инновационного развития региона, 9 декабря, 2014 г.
2.     17-й Московский международный Салон изобретений и инновационных технологий «Архимед» 1-4 апреля 2014 г. Москва, Россия, Конгрессно-выставочный центр «Сокольники», павильон №4.
3.     1ая Международная Школа-конференция “Saint–Petersburg OPEN 2014” по Оптоэлектронике, Фотонике и Наноструктурам. 25-27 марта 2014, г. Санкт-Петербург, РФ (получен Диплом-Куркина И.И.)
4.     Огонеров К.Л., Куркина И.И. «Исследование спектров комбинационного рассеяния света гибридных структур мультиграфен/N-метилпирролидон» в секции «новые материалы и технологии» международного научного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики». (диплом 3 степени)
5.     Васильева Ф.Д., Капитонов А.Н. «Определение ширины запрещенной зоны оксид-графеновой бумаги по краю фундаментального поглощения» в секции «новые материалы и технологии» международного научного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики». (диплом 3 степени)
6.     Форум-выставка "ВУЗПРОМЭКСПО-2014", г. Москва, 29-30 сентября 2014 г. Экспонаты: Терморасширенный графит (ТРГ), суспензия оксида графена в воде, сенсор влажности, заостренные кантилеверы. УНТЛ «Графеновыенанотехнологии»
7.     Второй фестиваль науки СВФУ (выставка изделий), сентябрь 2014, УНТЛ «Графеновые нанотехнологии»
8.     Третий фестиваль науки СВФУ (выставка изделий), сентябрь 2015 г, УНТЛ «Графеновые нанотехнологии»
 5.     Научные публикации 2014-2015 гг.
 За 2014-2015 года опубликовано 34 статей, из них 11 в Web of Science, 6 в Scopus, 10 в РИНЦ:
1.      N.A. Nebogatikova, I.V. Antonova, V.Ya. Prinz, V.B. Timofeev, S.A. Smagulova, Graphene quantum dots in fluorographene matrix, Carbon, 77, р. 1095-1103, 2014, IF=6,16 Web of Science
2.      I.V. Antonova, N.A. Nebogatikova, V.Ya. Prinz, V.I. Popov, S.A. Smagulova, Light-assisted recharging of grapheme quantum dots in fluorographene matrix, J. Appl. Phys. 116, 134310, 2014, IF=2,18 Web of Science
3.      N.A. Nebogatikova, I.V. Antonova, V.Ya. Prinz, I.I. Kurkina, V.I. Vdovin, G.N. Aleksandrov, V.B. Timofeev, S. A. Smagulova, E.R. Zakirov, V.G. Kesler. Fluorinated grapheme dielectric films obtained from functionalized grapheme suspension:preparation and properties. Phys. Chem. Chem.Phys., 2015, 17, 13257-13266, IF=4,493, Web of Science
4.      Т.Е.Тимофеева, С.А.Смагулова, В.И.Попов. Применение вейвлет-преобразования к задаче обнаружения и определения положений лоренцианов 2D полосы рамановского спектра двухслойного графена. ФТП, 2015, том 49, выпуск 6 –c. 834-838, ИФ=0,603. Web of Science
5.      Г.Н. Александров, С.А. Смагулова, А.Н. Капитонов, Ф.Д. Васильева, И.И. Куркина, П.В. Винокуров, В.Б. Тимофеев, И.В. Антонова, Тонкие частично восстановленные оксид-графеновые пленки: структурные, оптические и электрические свойства, Российские нанотехнологии, Т.9. № 7-8. с. 19-23, 2014, ИФ=0,7. Scopus
6.      I Kurkina and S Smagulova. Transverse optical phonon dispersion for multi-layer graphene // IOP Journal of Physics: Conference Series. 2014. Scopus.
7.      Александров Г.Н., Федорова Г.Д., Яковлев Г.И., Полянских И.С., Пудов И.А., Fine Grain Portland Cement Concrete with Complex Nanodisperse Admixture for Structure Rehabilitating, Advanced Materials Research, Vol 1122, pp 105-110, 2015.
8.      Попов В. И.,    А.В. Моисеев, Муллаяров С.Н. Самсонов А. Ду, А. Иошикава, Возбуждение разных типов длиннопериодных геомагнитных пульсаций во время внезапного импульса (Generation of different long- period geomagnetic pulsations during asuddenim pulse); Космические исследования. М:Наука, - 2015. - Т. 53, № 4. - С. 275-285 (Cosmic Research Vol. 53, No. 4, 2015, p. 257-266)
9.      Капитонов А. Н., Томская А. Е, Определение ширины запрещенной зоны оксида графена по полосе краевой люминесценции,    Межд. научно-практич. конфер. г. Уфа, АЭТЕРНА, февраль 2015 г
10. Тимофеева Т.Е., Николаев Д.В., Тимофеев В.Б. // Характеризация пленок для разработки физико-технологических основ биосенсоров. Международный научный журнал «Инновационная наука», 7-2. 2015 С.18-21
11. Васильева Ф.Д., Капитонов А.Н., Александров Г.Н. Определение основных элементов пленки оксида графена с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL 7800 F, Международный научный журнал «Инновационная наука», №5, 2015
12. Васильева Ф.Д., Капитонов А.Н., Александров Г.Н., Исследование ИК- спектров оксида графена, синтезированного при разных условиях, Международная научно- практическая конференция «Инновационное развитие современной науки», г. Уфа, 14 марта, 2015, Часть 2. Сборник статей
13. А.Е.Томская, Капитонов А. Н., Определение ширины запрещенной зоны оксида графена по полосе краевой люминесценции, Современная наука: теоретический и практический взгляд. Межд. научно-практич. конфер. г. Уфа, АЭТЕРНА, февраль 2015 г.
14. П.В. Винокуров, С.А. Смагулова, Исследование восстановления пленок оксида графена с помощью лазерного излучения
DVD-привода. Международный научный журнал «Инновационная наука»,7-2/2015 С.8-10.
15. Неустроев Е.П. , Ефремов А. В., Тимофеев В.Б.. Попов В. И., Ноговицына М. В. Функционализация свойств восстановленного оксида графена методом плазмохимической обработки. -Известия высших учебных заведений. ФИЗИКА – Т. 58.-№ 8-2.-2015.
 16. Куркина И.И., Смагулова С.А. Исследование мультиграфена методом комбинационного рассеяния света разных длин волн. Инновационное развитие современной науки: сборник статей Т 33 Международной научно-практической конференции. 31 января 2014 г.: в 10 ч. Ч.8 / - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 254с. С. 191-194, РИНЦ
17. Кузнецов А.А., Александров Г.Н., Максимова Н.Р., Смагулова С.А. Перспективы применения производных графена при создании биосенсорных тест-систем для ДНК-диагностики. Материалы международного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 25-27 июня 2014 г., г. Якутск.
18. 3. П.В. Винокуров, С.А. Смагулова. Исследование электрических и оптических свойств оксид графеновых пленок, восстановленных в парах гидразина. В сборнике статей международной научно-практической конференции, 20 марта 2014 года г. Уфа, С. 5-7, входит в РИНЦ.
19. Винокуров П.В., Смагулова С.А. Оптические и электрические свойства оксид графеновых пленок, восстановленных в парах гидразина. Материалы международного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 25-27 июня 2014 г., г. Якутск.
20. Кузнецов А.А., Максимова Н.Р., Александров Г.Н., Смагулова С.А. Возможности применения оксида графена в качестве наноструктурного тушителя флуоресценции при разработке новых флуоресцентных тест-систем для ДНК-диагностики. // Якутский Медицинский Журнал. – 2014. – №4(48) – C.74-78
21. Г.Д. Федорова, Г.Н. Александров, С.А. Смагулова. Исследование устойчивости водной суспензии оксида графена. Строительные материалы, стр. 15-24. 2015
22. Ф.Д. Васильева, А.Н. Капитонов, Оценка ширины запрещенной зоны свободновисящей оксид-графеновой бумаги. Инновационное развитие современной науки: сборник статей Международной научно-практической конференции (г. Уфа, 31 января 2014 г.) Часть 8. Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 260 с. С.182-185
23. I.V. Antonova, N.A. Nebogatikova, V.Ya. Prinz. Self-organized arrays of graphene and few-layer graphene quantum dots in fluorographene matrix: formation of quantum dots and charge spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 104 (19), 193108(5), 2014.
24. Н.А. Небогатикова, И.В. Антонова, А.И. Комонов, В.Я. Принц. Создание массивов квантовых точек графена и мультиграфена в матрице фторографена, Автометрия т.50, 3, 101-107, 2014.
25. Александров Г.Н., Атласова М.Е., Федорова Г.Д. Исследование структуры бетона с комплексной добавкой, содержащей в своем составе многослойные углеродные нанотрубки. Материалы международного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 25-27 июня 2014 г., г. Якутск.
26. Васильева Ф.Д., Капитонов А.Н. Определение ширины запрещенной зоны оксид-графеновой бумаги по краю фундаментального поглощения. Материалы международного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 25-27 июня 2014 г., г. Якутск.
27. Огонеров К.Л., Куркина И.И. Исследование спектров комбинационного рассеяния света гибридных структур мультиграфен/N-метилпирролидон. Материалы международного симпозиума «Новые материалы и технологии в условиях Арктики», 25-27 июня 2014 г., г. Якутск.
28. Г.Н. Александров, Г.Д. Федорова. Микроскопическое исследование дисперсии многослойных углеродных нанотрубок. Строительные материалы. 2014. № 1-2, С. 25-32.
29. Небогатикова Н.А., Антонова И.В., Володин В.А., Принц В.Я., Зацепин Д.А., Курмаев Э.З., Жидков И.С., Чолах С.О. Функционализация пленок графена и мультиграфена в водном растворе плавиковой кислоты, Российские нанотехнологии, 9, N1-2, 42-48, 2014 (Nanotechnologies in Russia pp 51-59).
30. И.В. Антонова, С.В. Голод, Р.А. Соотс, А.И. Комонов, В.А. Селезнев, М.А. Сергеев, В.А. Володин, В.Я. Принц. Сравнение разных способов переноса графена и мультиграфена, выращенных методом CVD, на изолирующую подложку SiO2/Si, ФТП, т.48, №6, 827-832, 2014.
31. V.E. Fedorov, S.B. Artemkina, E.D. Grayfer, N.G. Naumov, Y.V. Mironov, A.I.Bulavchenko, V.I. Zaikovskii, I.V. Antonova, A.I. Komonov, M.V. Medvedev. Colloidal solutions of niobium trisulfide and niobium triselenide, J. Materials Chemestry C, 2, 5479-5486, 2014.
32. Винокуров П.В. Исследование свойств гетероструктур Si/SiGe/Si с квантовыми ямами в зависимости от содержания Ge. Результаты исследований получателей грантов Президента РС(Я) и государственных стипендий РС (Я) за 2013год. – Якутск, ООО «Издательство Сфера», 2014. – 164 с. С. 93-96.
33. Куркина И.И. Химический метод получения бумаги из оксида графена. Результаты исследований получателей грантов Президента РС(Я) и государственных стипендий РС (Я) за 2013год. – Якутск, ООО «Издательство Сфера», 2014. – 164 с. С. 96-99.
34. S. P. Antonov, S. Yu. Krasnoborodko, S. Y. A. Chaplygin, V. I. Shevyakov. Modification of cantilevers for atomic-force microscopy using the method of exposure defocused ion beam. Proc. SPIE 9440, International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2014, 94400O (December 18, 2014); doi:10.1117/12.2179243. Scopus.
  Опубликованные тезисы 2014-2015 гг. Всего 25
1.     Васильева Ф.Д, Исследование структуры терморасширенного графита и его влияния на свойства политетрафторэтилена. Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2014», г. Москва
2.     Васильева Ф.Д. , Исследование свойств и структуры терморасширенного графита и его модифицирующего влияния на свойства политетрафторэтилена. 52-й Международная научная студенческая конференция МНСК-2014, г. Новосибирск
3.     Васильева Ф.Д., Капитонов А.Н., Determination of band gap of the forbidden zone of grapheme oxide paper on edge of fundamental absorption. 1-ая Международная Школа-конференция “Saint–Petersb-urg OPEN 2014” по Оптоэлектронике, фотонике и наноструктурам ,г. Санкт-Петербург.
4.     С.А. Смагулова, Г.Н. Александров, П.В. Винокуров, И.И. Куркина, И.В. Антонова, Исследование структурных, оптических и электрических свойств частично восстановленный оксид графеновых пленок. Конференция и школа молодых ученых по актуальным проблемам физики полупроводниковых структур. Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СОРАН. 15-18 сентября, 2014 г. Новосибирск.
5.     Т.Е. Тимофеева, П.В. Винокуров, С.А. Смагулова, Расчет уровней перезарядки в гетероструктурах p-Si/Si1-xGex/Si. Конференция и школа молодых ученых по актуальным проблемам физики полупроводниковых структур. Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СОРАН. 15-18 сентября, 2014 г. Новосибирск.
Первая российская конференция ГРАФЕН молекула и 2-D кристалл (тезисы):
6.     Синтез суспензий оксида графена и их приложения, Смагулова С. А.
7.     Подбор условий синтеза оксида графена для применения в качестве тушителя в биосенсорных системах, Капитонов А.Н., Александров Г. Н., Васильева Ф. Д., Смагулова С. А., Тимофеев В. Б., Максимова Н. Р., Кузнецов А. А.
8.     Исследование е влияния графеносодержащих материалов на свойства и структуру политетрафторэтилена, Васильева Ф. Д., Александров Г. Н., Охлопкова А. А., Слепцова С. А.
9.     Исследование проводимости пленок оксида графена, в остановленных с помощью лазерного излучения, Винокуров П. В., Смагулова С. А.
10.                       Получение терморасширенного графита и его сорбционная способность, Катанов А. Г., Александров Г. Н., Капитонов А. Н.
11.                       Транзисторные гетероструктуры на основе графена и химически модифицированного мультиграфена, Котин И. А., Антонова И. В., Принц В. Я.
12.                       Исследование процессов захвата носителей в МДП-структурах на основе графена и его производных, Котин И. А., Антонова И. В., Принц В. Я., Смагулов С. А.
13.                       Электронные свойства и перспективы использования слоев фторографена с квантовыми точками графена, Внтонова И. В., Небогатикова Н. А., Принц В. Я.
14.                       Синтез графеновых пленок методом химического газофазного осаждения и их характеризация, Николаев Д. В., Тимофеев В. Б., Попов В. И.
15.                       Пленки на основе графеновой суспензии, подвергнутой химической модификации вводной растворе плавиковой кислоты, Небогатикова Н. А., Антонов И. В., Принц В. Я.
16.                       Исследование электропроводности термовосстановленного оксида графена, Неустроев Е. П., Ноговицына М. В., Соловьева Ю. С., Александрова Г. Н., Бурцева Е. К.
17.                       Влияние влажности на сопротивление мультиграфеновой пленки с медными контактами, Попов В. И., Тимофеев В. Б., Тимофеева Т. Е., Смагулова С. А.
18.                       Экспериментальное исследование электрического транспорта в ультратонкой углеродной пленке, Тимофеева Т. Е., Винокуров П. В., Тимофеев В. Б., Смагулова С. А.
19.                       Исследование люминесценции оксида графена, Томская А. Е., Капитонов А. Н., Смагулова С. А., Алексеев А. А., Васильева Ф. Д.
 Научная школа для молодых ученых: «Углеродные нанотрубки и графен – новые горизонты». 30 ноября - 4 декабря 2015 года, г. Москва, Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
 20.                       Смагулова С. А. Оксид графена: свойства и применение
21.                       Томская А. Е., Капитонов А. Н., Смагулова С. А., Алексеев А. А., Васильева Ф.Д., Влияние термического восстановления на люминесцентные свойства оксида графена;
22.                       Васильева Ф.Д, Капитонов А. Н, Смагулова С. А, Создание оксид-графеновых суспензий для применения в технологии струйной печати;
23.                       Винокуров П. В., Применение лазерной литографии для восстановления пленок оксида графена.
Материалы I международной научно-практической конференции «Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение» в г. Тамбов, 2015 г.
24.                       Александров Г. Н., Капитонова А. Н., Смагулова С.А., Васильева Ф.Д., Влияние условий синтеза на свойства суспензии оксида графена;
25.                       Vinokurov P. V., SmagulovaS.A., Graphene oxide films reduced by DVD-laser irradiation.
6. Межведомственные научные связи 2014-2015 гг.
1.    Институт Физики Полупроводников СО РАН им. А.В.Ржанова, г.Новосибирск. Выполняется совместный грант РНФ «2D печатные технологии получения материалов и электронных устройств на основе графена»
2.    Московский институт электронной техники, г. Москва. Выполняется совместный грант РФФИ № 15-08-01977 «Экспериментальное исследование процесса функционализации графеновых пленок олигонуклеотидами для разработки физико-технологических основ биологических наносенсоров»
3.      Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва. Подается совместный грант РФФИ «Анализ структуры неуглеродных наноматериалов, полученных с помощью микроволнового разряда, инициированного гиротроном».