«Моделирование низкоэнергетической ионной модификации углеродных нанотрубок и фуллеренов»

РЕЦЕНЗИЯ

на диссертацию Алябьева Данилы Валерьевича на тему «Моделирование низкоэнергетической ионной модификации углеродных нанотрубок и фуллеренов», выдвигаемую к защите степени доктора физико-математических наук (PhD) по специальности 01.04.04 – Физическая электроника.

В настоящее время в мире, в области интенсивно развивающейся физической электроники одной из важных проблем является исследование процессов синтеза, модификации углеродных наноструктур.

Диссертационная работа Алябьева Д.В. посвящена компьютерному моделированию процессов рассеяния атомов с углеродными наноструктурами – фуллеренами C₆₀ и углеродными нанотрубками, как свободными, так и образующими наноструктуры.
Исследование процессов рассеяния атомов на углеродных наностуктурах, описанных в работе методами математического моделирования, необходимо для выявления преобладающих процессов, как-то рассеяние, внедрение, адсорбция, инкапсуляция. Особый интерес в рассмотрении этих процессов, с точки зрения фундаментальных и прикладных задач современной физики поверхности, несет выявление и рассмотрение условий инкапсуляции рассеиваемых атомов.
В связи с вышеизложенным, исследование процессов рассеяния низкоэнергетических атомов на углеродных наноструктурах, выполненное методами компьютерного моделирования, являются весьма актуальным и востребованным.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Она изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка 10 таблиц, в которых отражены результаты, полученные в данной работе.
В первой главе приведена представлен актуальный обзор современного состояния области углеродных наноструктур (углеродных нанотрубок, фуллеренов, эндоэдральных фуллеренов): способы синтеза, выделения углеродных наностуктур, применяемые в настоящее время, приведены работы, описывающие возможности практического применения углеродных нанотруктур в различных областях (квантовые вычислительные устройства , материаловедение, оптика, наноэлектроника, медицина).
Во второй главе приводится краткий обзор основных подходов в моделировании физических процессов – использование соответствующих уравнений, приближений и подходов, в зависимости от размеров исследуемой системы, в основном определяющих использование уравнения Шредингера (для исследования квантовых свойств атомных, молекулярных систем), или уравнений Ньютона (при исследовании «классических» процессов рассеяния, внедрения и пр.). Приведено краткое описание альтернативного подхода к квантовым расчетам, т. н. метод DFT. Приведено краткое описание «классических» алгоритмов расчета атомно-молекулярных систем, на основе уравнений Ньютона. Кратко описана последовательность создания модельной системы и задания начальных и граничных условий (выбор модельного потенциала взаимодействия, задание начальных координат атомов структуры, «термолизация» структуры – задание начальных скоростей атомов, задание периодических граничных условий, основные методы интегрирования уравнений движения).
В третьей главе приведено краткое описание потенциала REBO, описывающего углерод-водородные, углерод-углеродные взаимодействия и часто применяемого при модельных расчетах углеводородных систем, Кратко описаны применяемые в настоящей работе алгоритмы и подходы. Приведены результаты по модельным расчетам процессов рассеяния атомов водорода, углерода, димеров углерода на молекулах фуллерена C₆₀, рассмотрены две модельные системы: группа молекул фуллерена, находящаяся на графитовой подложке и несвязанные, невзаимодействующие молекулы фуллерена (пространственно разделенные). Было выявлено, что преобладающими процессами являлись адсорбция и внедрение рассеиваемых атомов (в выбранном диапазоне энергий, в котором не происходит разрушения молекул фуллерена)
В четвертой главе представлены результаты моделирования процессов рассеяния атомов водорода на пучках углеродных нанотрубках, как свободных, так и размещенных на графитовой подложке). Рассматривались процессы торцевого рассеяния и рассеяния поверхностью углеродных нанотрубок. Показано, что модификация углеродной наноструктуры на основе пучка нанотрубок, путем рассеяния на их поверхности атомов (с их послойным внедрением) затруднительна. Детально были рассмотрены процессы каналирования и инкапсулирования рассеиваемых атомов внутри нанотрубок. Было получено, что можно определенным образом контролировать процесс инкапсулирования рассеиваемых атомов внутри нанотрубок.
Основные результаты по теме диссертационной работе представлены на международных конференциях и опубликованы в журналах, входящих в список, рекомендованный ВАК РУз.

Замечания и пожелания:

1. На основе каких данных был выбраны диаметры нанотрубок, заявленных в диссертационной работы как объекты исследования, привести ссылки на статьи (другие источники).
2. Выправить стилистику текста 3, 4 глав в части повторения смысловых форм в тексте, при переходах от описания одних экспериментов моделирования к другим.
3. Подписи к рисункам стоит сделать более подробными, или раскрыть подробнее их описание в тексте (в основном, 3 глава).
Отмеченные замечания носят в основном, характер пожеланий и не затрагивают основных положений, выносимых на защиту.


Заключение. Вышеизложенное позволяет положительно оценить диссертацию Алябьева Данилы Валерьевича на тему «Моделирование низкоэнергетической ионной модификации углеродных нанотрубок и фуллеренов», выдвигаемую к защите степени доктора физико-математических наук (PhD), по оригинальности, научному и практическому значению полностью отвечает требованиям, предъявляемым ВАК Республики Узбекистан, к докторским диссертациям (PhD), по специальности 01.04.04 – Физическая электроника и эту работу можно выдвигать к защите.

к.ф.-м.н., в.н.с. Маскимов С.Е

Инситута ионно-плазменных
и лазерных технологий АН РУз