Содержание работ

Результат

Изучение дисциплины

кандидатского минимума

«Иностранный язык»

·        «Иностранный язык» (английский) для аспирантов первого года обучения в университете

Сержи-Понтуаз. сдача в сентябре 2017,

·        Онлайн курс по французскому языку

(https://www.tellmemorecampus.com/)

Изучение дисциплин образовательной программы аспирантов СВФУ

Подготовка материалов для сдачи экзаменов по дисциплинам «История и философия науки», «Иностранный язык», «Педагогика и психология высшей школы», и «Методология науки и методы научных исследований»

Подготовка публикаций по теме диссертационной работы

       Подготовлентезис, “XPS analyses of as-rubbed mono- and few layer graphene films     obtained by the substrates rubbing method”, G. Shmavonyan,^1* K. Hricovini², O. Heckmann², E. Boiakinov², W. Ndiaye², S. Vaiedelich³, M. C. Richter²

¹ National Polytechnic University of Armenia, Department of Microelecronics and Biomedical Devices, 105 Teryan street, Yerevan, 0009, Armenia ; ² Université de Cergy-Pontoise, Laboratoire de Physique des Matériaux et des Surfaces,5 Mail Gay Lussac, 95031 Cergy-Pontoise, France ; ³Musée de la musique-Philharmonie, 221 avenue Jean -Jaurès, 75019 Paris, France

Участие в научных конференциях

Во время пребывания в университете Сержи-Понтуаз подготовлен материал для выступления в XXI лаврентьевских чтениях (апрель, 2017 г.), по секции «физико-математические науки», тема выступления: «влияние плазмы на свойства оксида графена и ее последующая термообработка»

Участие в программах академической мобильности, научно-исследовательских грантах, проектах, подготовка заявок на изобретение, полезной модели

и т.д.

По результатам научно-исследовательской работы в университете Сержи-Понтуаз оформлен совместныйгрант (лаборатория «графеновые нанотехнологии» и кафедра теоретической физики) вроссийском научном фонде (РНФ), апрель 2017г.

Участие в научной сессии аспирантов

1.     Участие в международнойнаучно-исследовательской конференции, посвященной методам фотоэлектронной спектроскопии (“Electronandspindynamicsincorrelatedsystems”, November 30, 2016 Université deCergy-Pontoise (UCP)

2.     Участие международной научно-исследовательской сессии (Seconde rencontre des utilisateurs Attolab, 01-02.12.2016)

Формирование целей и постановка задач исследования

Актуальность После открытия графена и его уникальных свойств появился интерес к другим видам двухмерных кристаллов. Оптоэлектронные устройства на основе различных двухмерных материалов развиваются как благодаря эффективным преобразовательным качествам. Появилась возможность создавать гибридные материалы путем складывания комбинаций двумерных кристаллов с разными оптоэлектронными свойствами. Многие из этих материалов структурно схожи, но имеют ряд отличительных характеристик. Подобные материалы могут служить альтернативой полуметаллическому графену. В случае успеха открываются возможности создания электронных и оптических приборов, таких как солнечные панели, фотодетекторы, транзисторы, биосенсоры и т.д.

Рис.1. Рост наноструктур можно представить по аналогии комбинаций кирпичиков “LEGO” с различными цветовыми характеристиками.
Формирование целей:Во время прохождения обучения в лаборатории физики материалов и поверхностей (LPMS) при университете Сержи-Понтуаз конкретизирован объект исследования для синтеза двумерных гетероструктур дихалькогенидов переходных металлов c использованием графена. Для получения оптических поверхностей с полупроводниковыми свойствами было предложено использовать сульфид молибдена и вольфрама (MoS₂ и WS₂) в комбинации с графеном, который может выступать в качестве прозрачного электрода. Достижимость заявленных результатов обосновывается наличием определенной лабораторной базы, наличием опыта экспериментального и теоретического изучения графена. Лаборатория “Графеновые нанотехнологии” СВФУ специализируется по разработкам технологий по получению новых материалов. Имеются все необходимые приборы для выращивания и анализа получаемых материалов: химически-фазового осаждения (CVD) и раман спектроскопии, растровый электронный микроскоп (SEM), чистые комнаты. Для решения вычислительных задач в проекте будут использованы вычислительный кластер «Ариан Кузьмин» СВФУ, действующий с 2012 г., программные продукты свободного доступа (пакеты Quantum Espresso и др.) и планируется приобретение пакета программного обеспечения MedeA фирмы MaterialsDesign. Имеется опыт проведения численных расчетов зонной структуры и фононного спектра. В лаборатории физики материалов и поверхностей (LPMS) при университете Сержи-Понтуаз планируется проведение исследования полученных образцов методами фотоэлектронной эмиссии с угловым разрешением.

Задействованные лаборатории LPMS-LENSIS, Университет Сержи-Понтуаз/ IRAMIS, CEA, Сакле, лаборатория «Графеновые нанотехнологии», Северо-Восточный федеральный университет (СВФУ), Якутск, Физико-технический институт, Кафедра теоретической физики, СВФУ.

Постановка задач для исследования на 2017-й год

●      Приобретение химических реагентов для роста наноструктур монослоя дисульфида молибдена (MoS₂). методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) Разработка предварительной методики синтеза пленок дихалькогенидов переходных металлов с помощью метода химического осаждения из паровой фазы (CVD),

●      Исследование подвижности, концентрации носителей заряда, типа носителей, проводимости получаемых образцов.

●      Оптимизация параметров кристаллической структуры MoS₂ в программном пакете Quantum Espresso.

●      Теоретическое определение параметров кристаллической структуры дисульфида молибдена и сравнение с экспериментальными значениями.

Проведение тестовых расчетов зонной структуры для MoS₂

Результаты исследовательской работы

Овладел методами проведения измерений и анализа

·        Овладел методы«фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES, angle-resolvedphotoelectronspectroscopy) для замеров зонной структуры измеряемых образцов.

Рис.2. Подготовительный сектор: 1 – Область для ввода образцов в высокий вакуум. 2 – Область предварительного анализа кристаллической структуры посредством дифрактометрии, 3 – Область очитски поверхностей с помощью ионной бомбардировки, 4 – Участок фотоэлектронной спектрометрии. На правом рисунке изображена область спектрометрии.

·        «Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия» (РФЭС или XPS,

X-rayphotoelectronspectroscopy) для исследования химического и электронного состояния атомов поверхностей изучаемых материалов.

Рис.3. В ходе проведения замеров по фотоэлектронной спектроскопии аспирант Боякинов Е.Ф. принимал непосредственное участие.

Рис.4. На рисунке изображена внутренняя часть камеры для дифрактометрии. На левом образце находится исследуемый образец, прикрепленный к держателю. На правом рисунке изображен тот же образец с дополнительным держателем, предназначенной для переноса образцов в другие отсеки.

      ·        Овладел методами обработки полученных спектров поверхностей различных материалов на программах IGORPro 6.01, Prodigy. Написана программа по автоматизации полученных данных на программе IGORPro. проведен анализ спектров графена на поверхности диоксида кремния (SiO₂).

Рис. 5. Изображена краткая инструкция по обработке результатов измерений.

·        Принял участие в подключении дополнительного источника излучения к системе фотоэлектронной спектрометрии

·        Подготовил материал участие в научно-исследовательском проекте по методам предотвращения коррозии металлов посредством использования новым материалов

Рис.6. Подготовленные образцы с графеном перед проведением измерений по фотоэлектронной спектроскопии.

Поиск литературы и подготовка обзора по методам оперативного анализа и диагностики

Изучено более тридцати статей, опубликованных в ведущих научных журналахс 2004 по 2017 г. посвященная изучению графена и других двумерных наноматериалов на основе дихалькогенидов переходных металлов на оптические свойства. По результатам литературного обзора в лаборатории физики материалов и поверхностей (LPMS) при университете Сержи-Понтуаз подготовлено:

·        Семь обзорных презентаций на английском (2016-2017 г.)

1.     «Prospects of grapheme in solar cells»

2.     «Transition metal dichalcogenides»

3.     «Hemisphericalanalyser. Review»

4.     «Rashba Splitting in Au(111) measured by ARPES and image processing by IGOR Pro»

5.     «XPS spectroscopy»

6.     «Prodigy + THORlabs review»

7.     «Corrosion test techniques»

Рис.7. Титульные страницы презентаций, подготовленных в ходе исследовательской работы в университете Сержи-Понтуаз

·        Одна обзорная презентация на русском:

«Обзор по двумерным дихалькогенидам переходных материалов (ДПМ)», 2017 г. 

·        Предварительная методика проведения химического осаждения из паровой фазы для роста нанокристаллов MoS₂, WS₂

·        Методика проведения экспериментов по снятию зонной структуры посредством «фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением» (Сержи-Понтуаз, 2017 г.)

●      Методика проведения измерений по рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

Фотоотчет

Рис.8. Общежитие CROUS в пяти минутах от лаборатории LPMS при университете Сержи Понтуаз.

Рис.9. Встреча сотрудников университета Сержи-Понтуаз с представителем Северо-Восточного Федерального университета и мной. На фото слева направо: Кристин Рихтер (Профессор лаборатории LPMS, Сержи-Понтуаз), Изабелла Захаровна Борисова (директор центра сотрудничества с франкоязычными странами СВФУ),Хун Диеп (вице-президент по развитию международных связей, университет Сержи-Понтуаз)

Рис.10. Лаборатория физики материалов и поверхностей (LPMS) предоставляет личный кабинет для работы.

Рис.11. Каждую неделю аспиранты по результатам проделанных работ делают доклад. На фото слева направо: 1) Мой соруководитель Карол Хриковини. 2) Коллега по научно-исследовательской работе, Кристин Рихтер 3) Коллега, Оливье Хекман 4) аспирант первого года, Фатима Алараб 5) Аспирант третьего года обучения показывает доклад по вычислительным методам для топологического изолятора InBi [111], Лоран Никола.

Рис.12. Метод дифрактометрии показывает упорядоченность кристаллической структуры исследуемого образца, значит можно проводить замеры по измерению зонной структуры без предварительной ионной бомбардировки текущего образца.

Рис.13. В апреле перед выездом в Якутск, в выходные съездил в музей авиации космонавтики. Увидел много отечественных наработок. Побывал внутри самолета “Concord”