Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок
В діяпазоні частот 1,5−2 ГГц досліджено взаємодію електромагнетного випромінення мікрохвильового діяпазону зі структурами вуглецевих нанорурок, допованими в діелектричні матриці (флюоропласт-4). Виявлено просторову анізотропію величини згасання А мікрохвильового сиґналу, яка вказує на існування е...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76528 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок. / І.В. Короташ, Е.М. Руденко, Г.П. Приходько, Ю.М. Нікіфоров, О. І. Ржешевська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 3. — С. 777-784. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-76528 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Короташ, І.В. Руденко, Е.М. Приходько, Г.П. Нікіфоров, Ю.М. Ржешевська, О.І. 2015-02-10T18:33:34Z 2015-02-10T18:33:34Z 2009 Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок. / І.В. Короташ, Е.М. Руденко, Г.П. Приходько, Ю.М. Нікіфоров, О. І. Ржешевська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 3. — С. 777-784. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1816-5230 PACS numbers: 07.57.Kp,72.30.+q,78.70.Gq,81.05.ue,81.07.De,84.40.-x,85.35.Kt https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76528 В діяпазоні частот 1,5−2 ГГц досліджено взаємодію електромагнетного випромінення мікрохвильового діяпазону зі структурами вуглецевих нанорурок, допованими в діелектричні матриці (флюоропласт-4). Виявлено просторову анізотропію величини згасання А мікрохвильового сиґналу, яка вказує на існування ефекту самоорганізації наноструктур зі зниженою просторовою вимірністю. Interaction of electromagnetic microwave radiation with carbon nanotubes doped into dielectric matrix (thephlone-4) within the frequency range of 1.5— 2 GHz is investigated. The spatial anisotropy of microwave attenuation, A, is observed and points to existence of the self-organizing effect of nanostructures with reduced spatial dimensionality. В диапазоне частот 1,5−2 ГГц исследовано взаимодействие электромагнитного излучения микроволнового диапазона со структурами углеродных нанотрубок, допированными в диэлектрические матрицы (фторопласт-4). Обнаружена пространственная анизотропия величины затухания А микроволнового сигнала, которая указывает на существование эффекта самоорганизации наноструктур с пониженной пространственной размерностью. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок Features of Interaction of Microwave Radiation and Carbon Nanotubes Structures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| spellingShingle |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок Короташ, І.В. Руденко, Е.М. Приходько, Г.П. Нікіфоров, Ю.М. Ржешевська, О.І. |
| title_short |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| title_full |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| title_fullStr |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| title_full_unstemmed |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| title_sort |
особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок |
| author |
Короташ, І.В. Руденко, Е.М. Приходько, Г.П. Нікіфоров, Ю.М. Ржешевська, О.І. |
| author_facet |
Короташ, І.В. Руденко, Е.М. Приходько, Г.П. Нікіфоров, Ю.М. Ржешевська, О.І. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| publisher |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Features of Interaction of Microwave Radiation and Carbon Nanotubes Structures |
| description |
В діяпазоні частот 1,5−2 ГГц досліджено взаємодію електромагнетного
випромінення мікрохвильового діяпазону зі структурами вуглецевих нанорурок, допованими в діелектричні матриці (флюоропласт-4). Виявлено
просторову анізотропію величини згасання А мікрохвильового сиґналу,
яка вказує на існування ефекту самоорганізації наноструктур зі зниженою просторовою вимірністю.
Interaction of electromagnetic microwave radiation with carbon nanotubes
doped into dielectric matrix (thephlone-4) within the frequency range of 1.5—
2 GHz is investigated. The spatial anisotropy of microwave attenuation, A, is
observed and points to existence of the self-organizing effect of nanostructures
with reduced spatial dimensionality.
В диапазоне частот 1,5−2 ГГц исследовано взаимодействие электромагнитного излучения микроволнового диапазона со структурами углеродных нанотрубок, допированными в диэлектрические матрицы (фторопласт-4). Обнаружена пространственная анизотропия величины затухания А микроволнового сигнала, которая указывает на существование эффекта самоорганизации наноструктур с пониженной пространственной размерностью.
|
| issn |
1816-5230 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76528 |
| citation_txt |
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення зі структурами вуглецевих нанорурок. / І.В. Короташ, Е.М. Руденко, Г.П. Приходько, Ю.М. Нікіфоров, О. І. Ржешевська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2009. — Т. 7, № 3. — С. 777-784. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT korotašív osoblivostívzaêmodíímíkrohvilʹovogovipromínennâzístrukturamivuglecevihnanorurok AT rudenkoem osoblivostívzaêmodíímíkrohvilʹovogovipromínennâzístrukturamivuglecevihnanorurok AT prihodʹkogp osoblivostívzaêmodíímíkrohvilʹovogovipromínennâzístrukturamivuglecevihnanorurok AT níkíforovûm osoblivostívzaêmodíímíkrohvilʹovogovipromínennâzístrukturamivuglecevihnanorurok AT ržeševsʹkaoí osoblivostívzaêmodíímíkrohvilʹovogovipromínennâzístrukturamivuglecevihnanorurok AT korotašív featuresofinteractionofmicrowaveradiationandcarbonnanotubesstructures AT rudenkoem featuresofinteractionofmicrowaveradiationandcarbonnanotubesstructures AT prihodʹkogp featuresofinteractionofmicrowaveradiationandcarbonnanotubesstructures AT níkíforovûm featuresofinteractionofmicrowaveradiationandcarbonnanotubesstructures AT ržeševsʹkaoí featuresofinteractionofmicrowaveradiationandcarbonnanotubesstructures |
| first_indexed |
2025-11-26T02:45:05Z |
| last_indexed |
2025-11-26T02:45:05Z |
| _version_ |
1850609125507989504 |
| fulltext |
777
PACS numbers: 07.57.Kp, 72.30.+q, 78.70.Gq, 81.05.ue, 81.07.De, 84.40.-x, 85.35.Kt
Особливості взаємодії мікрохвильового випромінення
зі структурами вуглецевих нанорурок
І. В. Короташ, Е. М. Руденко, Г. П. Приходько
*, Ю. М. Нікіфоров
**,
О. І. Ржешевська
**
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України,
бульв. Акад. Вернадського, 36,
03680, МСП, Київ-142, Україна
*Інститут хімії поверхні НАН України,
вул. Генерала Наумова, 17,
03164 Київ, Україна
**Тернопільський державний технічний університет ім. Івана Пулюя,
вул. Руська, 56,
46001 Тернопіль, Україна
В діяпазоні частот 1,5−2 ГГц досліджено взаємодію електромагнетного
випромінення мікрохвильового діяпазону зі структурами вуглецевих на-
норурок, допованими в діелектричні матриці (флюоропласт-4). Виявлено
просторову анізотропію величини згасання А мікрохвильового сиґналу,
яка вказує на існування ефекту самоорганізації наноструктур зі зниже-
ною просторовою вимірністю.
Interaction of electromagnetic microwave radiation with carbon nanotubes
doped into dielectric matrix (thephlone-4) within the frequency range of 1.5—
2 GHz is investigated. The spatial anisotropy of microwave attenuation, A, is
observed and points to existence of the self-organizing effect of nanostruc-
tures with reduced spatial dimensionality.
В диапазоне частот 1,5−2 ГГц исследовано взаимодействие электромагнит-
ного излучения микроволнового диапазона со структурами углеродных на-
нотрубок, допированными в диэлектрические матрицы (фторопласт-4). Об-
наружена пространственная анизотропия величины затухания А микро-
волнового сигнала, которая указывает на существование эффекта самоор-
ганизации наноструктур с пониженной пространственной размерностью.
Ключові слова: вуглецеві нанорурки, мікрохвильові дослідження, мік-
рохвильове вбирання, просторова анізотропія.
(Отримано 3 грудня 2007 р.)
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2009, т. 7, № 3, сс. 777—784
© 2009 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
778 І. В. КОРОТАШ, Е. М. РУДЕНКО, Г. П. ПРИХОДЬКО та ін.
1. ВСТУП
Вуглецеві нанорурки (ВНР) та їх структури перспективні для вико-
ристання як елементи сучасних комп’ютерів, електромагнетні екра-
ни чи як холодні катоди в термоемісійних системах [1−5]. Тому акту-
альним є вивчення електрофізичних характеристик ВНР під дією
зовнішніх чинників, зокрема, мікрохвильового (МХ) випромінення.
Важливим є дослідження взаємодії МХ-випромінення як з окре-
мими ВНР, так і з їх структурами. Сьогодні експериментально до-
слідити взаємодію МХ-випромінення з окремою ВНР технічно
складно. Але є можливість одержати інтеґральні характеристики
взаємодії МХ-випромінення зі структурами ВНР, якщо ввести ВНР
у середовище, яке є нейтральним як до ВНР, так і до електромагне-
тного поля.
При дослідженні композитів ВНР—діелектрик на простому стру-
мі при зростанні концентрації нанорурок в діелектричній матриці
спостерігалось виникнення перколяційної провідности [5−7].
В роботі [8] ми за кімнатної температури дослідили взаємодію еле-
ктромагнетного випромінення МХ-діяпазону зі структурами з різ-
ною концентрацією багатошарових ВНР у діелектричних (флюороп-
ласт-4) матрицях і виявили якісний перехід в електрофізичних влас-
тивостях досліджених зразків в діяпазоні концентрацій ВНР 5−10%
за масою (% мас.), для якого характерним є різке і гігантське зрос-
тання МХ-втрат – «ефект гігантського вбирання МХ-випромінен-
ня». Цей ефект пов’язаний, як ми гадаємо, з виникненням нових
квантово-механічних зв’язків між структурами ВНР у діелектрич-
ній матриці. При подальшому збільшенні концентрацій ВНР за 15%
мас. спостерігається суттєве зменшення рівня МХ-втрат за рахунок
виникнення та зростання перколяційної провідности. Зауважимо,
що неполярний органічний діелектрик флюоропласт-4 (політетраф-
люоретилен) широко використовується в МХ-діяпазоні як нейтраль-
ний наповнювач для хвилеводів та коаксіяльних каблів.
Також в діяпазоні температур від кімнатної (293 К) до темпера-
тур рідкого азоту (70 К) були проведені МХ-дослідження ВНР-
структур, що містили 15% мас. багатошарових вуглецевих нанору-
рок в флюоропластових матрицях [9]. При цьому було виявлено, що
зі зниженням температури від 293 до 70 К величина згасання мік-
рохвильового сиґналу зросла приблизно в 1,5 рази. Встановлено,
що електричний опір цих ВНР-структур має від’ємний температу-
рний коефіцієнт.
Відомо [1−3], що при синтезі ВНР одержують суміш, яка містить
ВНР як з металічним, так і з напівпровідниковим типом провіднос-
ти. Крім того, ВНР є суттєво анізотропними: це квазиодновимірні
системи (квази-1D-системи), по суті – квантові дроти. Електричні
властивості багатошарових ВНР змінюються в широких межах.
ВЗАЄМОДІЯ МІКРОХВИЛЬОВОГО ВИПРОМІНЕННЯ ЗІ СТРУКТУРАМИ НАНОРУРОК 779
Вздовж осі або по колу чи спіралі багатошарові ВНР повинні бути
хорошими провідниками, а в радіяльному напрямку існують пері-
одичні бар’єри для переходу електронів на більш далекий, відносно
вісі ВНР, радіяльний графеновий шар [10]. Період розміщення
графенових шарів складає 0,34 нм, а діяметер кожного зімкненого
у циліндр графенового шару збільшується для сусіднього зовніш-
нього шару на постійну величину (0,68 нм).
Також зауважимо, що на мікрофотографіях тонкого зрізу флюо-
ропластової матриці спостерігається певна неоднорідність розподілу
ВНР у матриці, нанорурки утворюють скупчення (клубки чи жмути)
[8]. Вірогідно, що особливості розподілу таких скупчень (кластерів) в
досліджуваних зразках ВНР у діелектричних матрицях і самих ВНР
у кластерах повинні впливати на їх електрофізичні властивості. То-
му є актуальним їх дослідження методами, що дозволяють провести
просторове відділення електрофізичних характеристик без ушко-
джень та внесення змін у структуру зразків.
В даній роботі наведено результати мікрохвильових досліджень
просторової анізотропії електрофізичних характеристик структур
багатошарових ВНР у діелектричних (флюоропласт-4) матрицях.
2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗРАЗКИ ТА МЕТОДИКА
ЕКСПЕРИМЕНТУ
Експериментальні зразки містили багатошарові ВНР, одержані ма-
тричною методою, описаною в [11]. Середній діяметер досліджува-
них багатошарових ВНР складав 10—20 нм, їх довжина – 50−100
мкм, питома поверхня, визначена за десорбцією арґону – 200−400
м2/г. Максимального значення механічні характеристики досягли
при концентрації ВНР 15% мас. Введення багатошарових ВНР у
флюоропластову матрицю збільшує межу плинности та Юнґів мо-
дуль на стиск в 1,5−2 рази [7].
Для одержання експериментальних зразків на основі флюороп-
ласту змішували порошки Ф-4ПН20 з багатошаровими ВНР у при-
сутності поверхнево-активних речовин, здійснювали коаґуляцію
емульсії флюоропласту Ф-4Д на нанорурках та наступне гаряче
пресування [7]. Виготовлені зразки циліндричної форми мали дія-
метер 20 і товщину 4 мм.
Експериментальні дослідження структур ВНР виконувалися на
автоматичному вимірювачі згасання Р2-52/3 в діяпазоні частот 1,5—
2,0 ГГц за стандартною схемою вимірювання МХ-згасання в чотиро-
полюсниках. Динамічний діяпазон вимірювання згасання Р2-52/3
– 40 дБ. Робота Р2-52/3 базується на принципі рефлектометра –
роздільного виділення та порівняння сиґналів, пропорційних поту-
жності, що падає (надходить) від ґенератора, та потужності, що
пройшла через вимірюваний чотирополюсник. В процесі досліджень
780 І. В. КОРОТАШ, Е. М. РУДЕНКО, Г. П. ПРИХОДЬКО та ін.
в МХ-тракт спочатку вмикався мідний еталон і вимірювалось МХ-
згасання. Потім мідний еталон замінювали зразком флюоропласто-
вої матриці, що містила ВНР, і виконували наступні вимірювання
МХ-згасання. Відмінності в електрофізичних характеристиках зра-
зків, що досліджувалися, визначають відмінності в характеристиках
МХ-сиґналів, одержаних при взаємодії МХ-випромінення з цими
зразками. Для мідного еталона приймали, що величина згасання
А = 1.
Оскільки, як було зазначено вище, вуглецева нанорурка – сильно
просторово анізотропна (квази-1D) структура, електричні характе-
ристики її також мають бути суттєво анізотропними: провідність
вздовж вісі ВНР (паралельно графеновим шарам – стінкам ВНР) має
бути високою, а поперек вісі (перпендикулярно графеновим шарам
– стінкам ВНР), де існують потенціяльні бар’єри для переходу елек-
тронів між шарами, значно нижчою. Тому електрична (чи магнетна)
складова (електричний чи магнетний вектор) електромагнетного ви-
промінення буде по-різному взаємодіяти з носіями заряду, якщо йо-
го направити вздовж вісі ВНР або перпендикулярно до неї.
Виходячи із зазначеного, у вимірювальному пристрої експери-
ментальної устави було забезпечено стабільність поляризації елек-
тромагнетного поля в площині поверхні досліджуваного зразка та
можливість його обертання в цій площині.
Виходячи з результатів попередніх досліджень МХ-вбирання [8],
дослідження в представленій роботі були виконані на зразках стру-
ктур ВНР у флюоропластових матрицях з концентраціями багато-
шарових ВНР 10, 15, 20% мас. Дослідження проводилися в лабора-
торних умовах при кімнатній температурі.
Рис. 1. Експериментальна залежність величини згасання А МХ-сиґналу
від кута обертання площини зразка ϕ відносно орієнтації магнетного
вектора електромагнетного поля МХ-випромінення для флюоропласто-
вих матриць з концентрацією багатошарових ВНР 10% мас.
ВЗАЄМОДІЯ МІКРОХВИЛЬОВОГО ВИПРОМІНЕННЯ ЗІ СТРУКТУРАМИ НАНОРУРОК 781
3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТУ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
На рисунку 1 наведені експериментальні залежності величини зга-
сання А МХ-сиґналу від зміни орієнтації зразка (кута обертання
площини зразка ϕ) відносно орієнтації магнетного вектора елект-
ромагнетного поля МХ-випромінення для флюоропластових мат-
риць з концентрацією багатошарових ВНР 10% мас., на рис. 2 –
для матриць з концентрацією багатошарових ВНР 15% мас., на
рис. 3 – для матриць з концентрацією багатошарових ВНР 20%
мас. Кут ϕ = 0° спочатку довільно фіксувався відносно маркера на
поверхні досліджуваного зразка.
Як видно з експериментальних результатів, для всіх досліджених
зразків (рис. 1—3) спостерігається періодична залежність (з періодом
π) екстремумів величини МХ-згасання А від кута повороту ϕ з послідо-
вним чергуванням (через π/2) максимумів і мінімумів А. Характер ек-
стремумів та їх величина суттєво залежить від концентрації ВНР і
простежується чітка закономірність в еволюції цих характеристик.
Плавна (майже гармонічна) залежність величини МХ-згасання А
від кута повороту ϕ спостерігається для зразків з 15% мас. ВНР
(рис. 2). Амплітуда максимумів А для зразка з 15% мас. ВНР досягає
Аmax ≈ 380—400 разів (для зразка 4 – Аmax ≈ 340—360 разів), амплітуда
мінімумів досягає Аmin ≈ 285—310 (для зразка 4 Аmin ≈ 230), тобто ані-
зотропія МХ-згасання А лежить в межах ΔА = Аmax − Аmin ≈ 30—35%
(для зразка 4 ΔА ≈ 50%).
Особливістю зразка з 10% мас. ВНР (рис. 1) є те, що, на фоні ви-
сокого значення МХ-згасання А у великому сеґменті кутів повороту
ϕ, для значно меншого сеґменту кутів повороту ϕ спостерігається
Рис. 2. Експериментальна залежність величини згасання А МХ-сиґналу
від кута обертання площини зразка ϕ відносно орієнтації магнетного
вектора електромагнетного поля МХ-випромінення для флюоропласто-
вих матриць з концентрацією багатошарових ВНР 15% мас.
782 І. В. КОРОТАШ, Е. М. РУДЕНКО, Г. П. ПРИХОДЬКО та ін.
різке зменшення МХ-згасання А (приблизно в 1,5—1,6 рази), що по-
вторюється з періодом π.
Для зразка з 20% мас. ВНР (рис. 3), навпаки, на фоні відносно
постійного значення МХ-згасання А в великому сеґменті кутів по-
вороту ϕ, для меншого сеґменту кутів повороту ϕ спостерігається
різке (менш різке, порівняно з рис. 1) збільшення МХ-згасання А
(приблизно в 1,2—1,3 рази), що також повторюється з періодом π.
Зауважимо, що величина згаданих мінімальних значень Аmin МХ-
згасання для зразка з 20% мас. ВНР (рис. 3) практично співпадає з
величиною мінімальних значень Аmin МХ-згасання для зразка з
10% мас. ВНР (рис. 1). Також відмітимо, що зростання А для зраз-
ка з 20% мас. ВНР (рис. 3) і, навпаки, зменшення А для зразка з
10% мас. ВНР (рис. 1) відбуваються в значно меншому сеґменті ку-
тів повороту ϕ.
Зауважимо, що в зразках реакторного графіту величина згасання
МХ-сиґналу А ≈ 30 і просторової анізотропії не спостерігається.
Як ми вважаємо [8, 9], при збільшенні концентрації ВНР до пев-
ної межі (≈ 5% мас.), виникає квантово-механічний зв’язок між
нанорурками і починають лявінно зорганізовуватися ансамблі ВНР
в об’ємі діелектричної матриці, в яких ефективно вбирається МХ-
випромінення. Як результат, виникає ефект гігантського вбирання
електромагнетних хвиль.
З подальшим зростанням концентрацій ВНР (до значень, біль-
ших 10% мас.) починають виникати безпосередні зв’язки чи кон-
такти між окремими ВНР і ансамблями ВНР, що призводить до ви-
никнення перколяційних шляхів протікання МХ-струму і до руй-
нування квантово-механічних зв’язків, які обумовили ефект гіга-
Рис. 3. Експериментальна залежність величини згасання А МХ-сиґналу
від кута обертання площини зразка ϕ відносно орієнтації магнетного
вектора електромагнетного поля МХ-випромінення для флюоропласто-
вих матриць з концентрацією багатошарових ВНР 20% мас.
ВЗАЄМОДІЯ МІКРОХВИЛЬОВОГО ВИПРОМІНЕННЯ ЗІ СТРУКТУРАМИ НАНОРУРОК 783
нтського вбирання МХ-випромінення. Згадане руйнування кванто-
во-механічних зв’язків призводить до досить стрімкого зменшення
величини МХ-вбирання. Зростання кількости безпосередніх
зв’язків надалі призводить до зростання кількости перколяційних
каналів протікання струму між ВНР, що зумовлює зростання елек-
тропровідности досліджуваного зразка, і що, відповідно, зменшує
величину вбирання МХ-випромінення.
Вказаний сценарій підтверджує виявлена нами анізотропія МХ-
вбирання з періодичністю π/2 та періодичність π повторення макси-
мумів (чи мінімумів) МХ-вбирання. Анізотропія МХ-вбирання з пе-
ріодичністю π/2 нагадує просторову анізотропію структури ВНР і
очікувану просторову анізотропію провідности відносно вісі окремої
ВНР. Така анізотропія МХ-вбирання можлива при певній орієнтації
ВНР у діелектричній матриці (наприклад, нанорурки частково ши-
куються по довжині вздовж своїх осей) при утворенні жмутів ВНР,
де також буде анізотропія провідности вздовж і поперек жмута і, та-
кож, певна орієнтація цих жмутів. Тож, виходячи з експеримента-
льно виявленої анізотропії МХ-вбирання, можна припустити, що в
діелектричній матриці в процесі її формування відбувається певна
внутрішня самоорієнтація ВНР в кластерах (жмутах) та певна внут-
рішня самоорієнтація кластерів між собою.
Тобто можна стверджувати, що в процесі МХ-досліджень вияв-
лено ефект самоорганізації наноструктур зі зниженою просторо-
вою вимірністю (вуглецеві нанорурки – це квази-1D-структури) в
діелектричній матриці. Для додаткового підтвердження цієї гіпо-
тези необхідні додаткові мікроскопічні дослідження структури
ВНР-кластерів.
Вірогідний наступний механізм виникнення просторової анізот-
ропії МХ-вбирання (рис. 1—3). Виникнення в одному із напрямків
незначної кількости шляхів перколяційної провідности призводить
до виникнення в цьому напрямку струмових шнурів, стимульованих
при певній орієнтації поляризації МХ-випроміненням, що, в свою
чергу, призводить до зменшення вбирання МХ-випромінення. На
рисунку 1 цьому випадку відповідає різке падіння вбирання МХ-
випромінення у вузькому сеґменті кутів орієнтації ϕ.
Збільшення концентрації ВНР призводить до вирівнювання ве-
личини сеґментів кутів орієнтації ϕ з великим і малим рівнем вби-
рання МХ-випромінення (рис. 2).
При подальшому зростанні концентрації ВНР виникнення пер-
коляційних шляхів протікання МХ-струму і, відповідно, зменшен-
ня величини МХ-вбирання відбувається все у більшому сеґменті
кутів орієнтації ϕ (рис. 3). МХ-вбирання мінімальне (для даної кон-
центрації ВНР) і майже не залежить від орієнтації. І тільки для на-
прямку, гадаємо перпендикулярному вісі більшости орієнтованих
ВНР, де ще зберігається певна анізотропія (можливо за рахунок ту-
784 І. В. КОРОТАШ, Е. М. РУДЕНКО, Г. П. ПРИХОДЬКО та ін.
нельного механізму провідности між графеновими шарами), ще
спостерігається анізотропія, – збільшення МХ-вбирання, – в ма-
лому сеґменті кутів орієнтації ϕ.
4. ВИСНОВКИ
При експериментальному дослідженні величини згасання А мікро-
хвильового випромінення від орієнтації зразків (кута обертання
площини ϕ) флюоропластових матриць, що мали різну концентра-
цією багатошарових ВНР, відносно орієнтації магнетного вектора
електромагнетного поля МХ-випромінення:
– виявлено просторову анізотропію МХ-вбирання з періодичністю
π/2 послідовного чергування максимумів і мінімумів та періодичні-
стю π повторення максимумів (чи мінімумів);
– виявлено, що характер екстремумів та їх величина суттєво зале-
жать від концентрації ВНР.
Виявлена просторова анізотропія МХ-вбирання вказує на існу-
вання ефекту самоорганізації наноструктур зі зниженою просто-
ровою вимірністю (вуглецеві нанорурки — це квази-1D-структури) в
діелектричній матриці.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. И. В. Золотухин, Соросовский образовательный журнал, № 3: 111 (1999).
2. П. Н. Дьячков, Природа, № 11: 1 (2000).
3. И. В. Золотухин, И. М. Голев, А. Е. Маркова и др., Письма в ЖТФ, 31, вып. 4:
54 (2005).
4. Shengdong Li, Zhen Yu, Sheng-Feng Yen et al., Nano Lett., 4, No. 4: 753 (2004).
5. C. A. Grimes, C. Mungle, D. Kouzoudis et al., Chem. Phys. Lett., 319: 460 (2000).
6. J. N. Coleman, S. Curran, A. B. Dalton et al., Phys. Rev. B, 58, No. 12: R7492
(1998-II).
7. Ю. И. Семенцов, А. В. Мележик, М. Л. Пятковский и др., Proc. IX Inter.
Conf. of Hydrogen Mat. Science @ Chemistry of Carbon Nanomaterials–
ICHMS’2005 (Sept. 5−11, 2005, Sevastopol’, Ukraine), p. 566.
8. І. В. Короташ, М. М. Нищенко, Е. М. Руденко та ін., Металлофиз. новей-
шие технол., 28, № 4: 545 (2006).
9. І. В. Короташ, Е. М. Руденко, М. М. Нищенко та ін., Металлофиз. новей-
шие технол., 29, № 7: (2007).
10. М. М. Нищенко, С. П. Лихторович, Наносистеми, наноматеріали, наноте-
хнології, 2, № 3: 983 (2004).
11. А. В. Мележик, Ю. И. Семенцов, В. В. Янченко, Журн. прикл. хим., 78, вып.
6: 938 (2005).
|