Особенности образования сильнолегированных бором наноалмазов в процессе пиролиза димера 9-борабицикло [3.3.1]нонана под давлением

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Изучены особенности образования наноалмазов в процессе пиролиза гетероциклического соединения – димера 9-борабицикло[3.3.1]нонана (C16H30B2) при давлении 8–9 ГПа. Результаты экспериментов указывают на зарождение наноалмазов непосредственно при разложении прекурсора в диапазоне температур 770-830 K. Предложен механизм нуклеации наноалмазов, предполагающий сшивку молекул B–C связями с сохранением исходной sp3 гибридизации молекул. С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света впервые убедительно продемонстрировано вхождение бора в кристаллическую решетку наноалмазов со средними размерами 2.1 и 4.3 нм. Анализ спектров комбинационного рассеяния света позволяет сделать оценку концентрации бора в наноалмазах на уровне 1021 см-3.

全文:

受限制的访问

作者简介

К. Кондрина

Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

编辑信件的主要联系方式.
Email: kondrina.km@phystech.edu
俄罗斯联邦, Калужское ш., 14, Троицк, Москва, 108840; Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701

С. Ляпин

Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук

Email: kondrina.km@phystech.edu
俄罗斯联邦, Калужское ш., 14, Троицк, Москва, 108840

А. Ширяев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: kondrina.km@phystech.edu
俄罗斯联邦, Ленинский пр., 31, Москва, 119071

Ю. Григорьев

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ «Курчатовский институт»

Email: kondrina.km@phystech.edu
俄罗斯联邦, Ленинский пр., 59, Москва, 119333

E. Екимов

Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук

Email: kondrina.km@phystech.edu
俄罗斯联邦, Калужское ш., 14, Троицк, Москва, 108840

参考

  1. Kumar S., Nehra M., Kedia D., Dilbaghi N., Tankeshwar K., Kim K. H. Nanodiamonds: Emerging Face of Future Nanotechnology // Carbon. 2019. V. 143. P. 678–699. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.11.060
  2. Wentorf R.H. The Behavior of Some Carbonaceous Materials at Very High Pressures and High Temperatures // J. Phys. Chem. 1965. V. 69. P. 3063-3069. https://doi.org/10.1021/j100893a041
  3. Onodera A., Suito K., Morigami Y. High-Pressure Synthesis of Diamond from Organic Compounds // Proc. Jpn. Acad. B. 1992. V. 68. P. 167-171. https://doi.org/10.2183/pjab.68.167
  4. Sidorov V.A., Ekimov E.A. Superconductivity in Diamond // Diamond Relat. Mater. 2010. V. 19. № 5-6. P. 351-357. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2009.12.002
  5. Davydov V.A., Rakhmanina A.V., Agafonov V.N., Khabashesku V.N. Synergistic Effect of Fluorine and Hydrogen on Processes of Graphite and Diamond Formation from Fluorographite-Naphthalene Mixtures at High Pressures // J. Phys. Chem. C. 2011. V. 115. № 43. P. 21000-21008. https://doi.org/10.1021/jp206904t
  6. Ekimov E.A., Kudryavtsev O.S., Khomich A.A., Lebedev O.I., Dolenko T.A., Vlasov I.I. High‐Pressure Synthesis of Boron‐Doped Ultrasmall Diamonds from an Organic Compound // Adv. Mater. 2015. V. 27. № 37. P. 5518-5522. https://doi.org/10.1002/adma.201502672
  7. Vervald A.M., Burikov S.A., Scherbakov A.M., Kudryavtsev O.S., Kalyagina N.A., Vlasov I.I., Ekimov E.A., Dolenko T.A., Boron-Doped Nanodiamonds as Anticancer Agents: En Route to Hyperthermia/Thermoablation Therapy // ACS Biomater. Sci. Eng. 2020. V. 6 P. 4446-4453. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.0c00505
  8. Kondo, T. Recent Electroanalytical Applications of Boron-doped Diamond Electrodes // Curr. Opin. Electrochem. 2022. V. 32. P. 100891. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2021.100891
  9. Heyer S., Janssen W., Turner S., Lu Y.G., Yeap, W.S., Verbeeck, J., Haenen, K., Krueger, A. Toward Deep Blue Nano Hope Diamonds: Heavily Boron-Doped Diamond Nanoparticles // ACS Nano. 2014. V. 8. № 6. P. 5757-5764. https://doi.org/10.1021/nn500573x
  10. Gebbie M.A., Ishiwata H., McQuade P.J., Petrak V., Taylor A., Freiwald C., Dahl J.E., Carlson R.M.K., Fokin A A., Schreiner P.R., Shen Z. X., Nesladek M., Melosh N.A. Experimental Measurement of the Diamond Nucleation Landscape Reveals Classical and Nonclassical Features // Proc. Nat. Ac. Sci. 2018 V. 115 № 33 P. 8284-8289. https://doi.org/10.1073/pnas.1803654115
  11. Екимов Е.А., Сидоров В.А., Рахманина А.В., Мельник Н.Н., Тимофеев М.А., Садыков Р.А. Особенности синтеза, структура и некоторые физические свойства алмаза, легированного бором // Неорган. материалы. 2006. Т. 42. № 11 С. 1313-1319.
  12. Pruvost F., Bustarret E., Deneuville A. Characteristics of Homoepitaxial Heavily Boron-Doped Diamond Films from Their Raman Spectra // Diamond Relat. Mater. 2000. V. 9. № 3-6. P. 295-299. https://doi.org/10.1016/S0925-9635(99)00241-1
  13. Mortet V., Taylor A., Živcová Z. V., Machon D., Frank O., Hubík P., Tremouilles D., Kavan L. Analysis of Heavily Boron-Doped Diamond Raman Spectrum // Diamond Relat. Mater. 2018. V. 88. P. 163-166. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2018.07.013
  14. Mortet V., Živcová Z.V., Taylor A., Davydová M., Frank O., Hubík P., Lorincik J., Aleshin M. Determination of Atomic Boron Concentration in Heavily Boron-Doped Diamond by Raman Spectroscopy // Diamond Relat. Mater. 2019. V. 93. P. 54-58. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2019.01.02

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Phase transformations of 9BBN upon heating under a pressure of 8–9 GPa. Above the diffraction patterns (the synthesis temperature and average crystallite size are indicated): D – diamond, G – graphite; unmarked lines correspond to carbide (crystalline or amorphous) and boron oxide (a); mass loss in samples (b).

下载 (244KB)
索引源数据
3. Fig. 2. A possible scenario for the formation of a diamond-like cluster – a trimer, including the dissociation of the initial dimer and the polymerization of monomers.

下载 (150KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Evolution of the reaction mixture composition at a synthesis temperature of 1270 K: 2θ = 10°–55° (a), 68°–98° (b).

下载 (224KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependences of the mass fraction (a) and crystallite sizes (b) of nanographite (2) and nanodiamond (1) on the synthesis time at a temperature of 1270 K.

下载 (108KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Raman spectra of samples synthesized at 1270 (a) and 1520 K (b) before and after cleaning; insets: TEM images of the microstructure of samples after synthesis.

下载 (275KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».