Главная – Журналы – Поиск по журналам

First-principle calculations are performed on the dimers of 2,6-diamino-3,5-dinitropyridine (ANPy) and its N-oxide (2,6-diamino-3,5-dinitropyridine-1-oxide, ANPyO). The dimers as well as the monomers are fully optimized by the DFT-B3LYP and HF methods in conjunction with 6-311G**, 6-311++G**, and cc-pVDZ basis sets. The N-O bond length of the pyridine N-oxide moiety decreases in the ANPyO dimer in the dimerization process, which results in a larger deformation energy of the ANPyO submolecule. This deformation prevents the submolecules from further close contact and the formation of strong H-bonds between the nitro and amino groups. The optimized intermolecular distances of the ANPyO dimer are in good agreement with the corresponding experimental values. There is a weak C-H⋯O hydrogen bond in the ANPyO dimer; the B3LYP method underestimates its binding energy. On the contrary, for the ANPy dimer, the binding energy obtained at the B3LYP level is larger than that obtained at the HF level. The individual O⋯H strength is stronger in the ANPy dimer than that in ANPyO, which is consistent with the O⋯H distance. The O⋯H-C type of the H-bond is stronger in the ANPyO dimer than the ordinary O⋯H-C bond due to the N-oxide oxygen atom bearing larger negative charges. The corrected binding energy for each hydrogen bond between nitro oxygen and amino hydrogen is about -5 kJ/mol in the ANPy dimer, which is stronger than that in the ANPyO dimer.

Employing DFT and handling the solvent effects with the PCM model, the 1-acetylpiperazinyldithiocarbamate acpdtc ligand and its M(acpdtc)₂ complexes, where M is Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II) and Cu(II), are characterized computationally. The obtained results suggest that the piperazine ring adopts chair conformation in all the studied species. In the gas and solution phases, the chair form of the ligand is dominant. For the Mn, Fe and Co complexes the tetrahedral structure is more stable than the square form in the gas and solution phases. However, the Ni and Cu complexes adopt the square form, in which the complex has the inversion center. The calculated vibrational frequencies are in agreement with the experimental ones, confirming the suitability of the optimized geometries of the compounds. Atomic charges, electron distribution of the frontier orbitals, and stabilizing electron transfers are determined by the NBO analysis.

The structure, band gap, thermodynamic properties and detonation properties of methyl, amino, nitro, and nitroso substituted 3,4,5-trinitropyrazole-2-oxides are explored using density functional theory at the B3LYP/aug-cc-pVDZ level. It is found that the NH₂ or CH₃ group substitution for the acidic proton at the N4 position of trinitropyrazole-2-oxide (P20) decreases the heat of detonation and crystal density. The density (2.20-2.50 g/cm³), detonation velocity (10.20-10.92 km/s), and detonation pressure (52.30-59.84 GPa) of the title compounds are higher compared with 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX), 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane (CL-20), and octanitrocubane (ONC).

Кристаллы вольфрамата цинка (ZWO) являются радиационно стойкой матрицей и широко используются в качестве сцинтилляторов высокоэнергетического излучения. И поэтому представляло интерес исследовать возможность введения в данную структуру ионов гадолиния для получения лазерных свойств. Для активирования кристаллов ZWO ионами гадолиния в шихту добавляли 0,5 мол.% Gd₂O₃. Получены очень качественные крупные кристаллы ZWO. Были сняты спектры оптического пропускания, возбуждения люминесценции и люминесценции при комнатной температуре. Показано, что введение ионов гадолиния не приводит к смещению полосы основной люминесценции кристаллов ZWO. Исследования спектров ЭПР и их моделирование позволило рассчитать параметры спин-гамильтониана и показать, что наблюдаемый спектр обусловлен состоянием ионов гадолиния Gd³⁺ с S = 7/2 и хорошо описывается параметрами спин-гамильтониана g_x = 1,9835, g_y = 1,9685, g_z = 1,9688 и D = 644,88 Гс, E = 161,49 Гс. Определены направления главных значений D-тензора, которые отражают сильное искажение ближайшего кислородного окружения.

Пленки карбонитрида бора синтезированы методом химического осаждения из газовой фазы смеси триэтиламинборана и аммиака на подслой металлического или окисленного кобальта на подложке Si(100). Методом растровой электронной микроскопии показано, что поверхность образца BC_xN_y/Co/Si имеет однородную мелкозернистую структуру; на поверхности образца BC_xN_y/CoO_x/Si обнаружены нитевидные образования. Электронное строение пленок исследовано методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и рентгеновской спектроскопии поглощения. Анализ спектров показал, что синтезированные пленки BC_xN_y состоят из графитовых областей, областей гексагонального нитрида бора (h-BN), а также компонент сложного состава BC_хN_yO_z, в которых присутствуют связи B-C, N-C, B-O, N-O и C-O. Осаждение пленки BC_xN_y на CoO_x/Si привело к увеличению количества связей С-О, N-O, B-O и С-N и уменьшению графитовой и h-BN-составляющих, а также числа связей С-В. Из данных РФЭС оценен элементный состав поверхности образца BC_xN_y/CoO_x/Si. Установлено, что пленка состоит из 66 ат.% графитовой компоненты, 3 ат.% h-BN и 31 ат.% составляют компоненты сложного состава С_0,46B_0,11N_0,05O_0,38.

Методами РФЭС и Оже-спектроскопии выполнены исследования химического состава пленок BC_xN_y, синтезированных методом PECVD из различных исходных газовых смесей в диапазоне температур 473-723 K. Установлены основные закономерности и особенности формирования пленок. Показано, что химический состав пленок BC_xN_y существенно зависит от параметров процесса синтеза, что позволяет целенаправленно управлять их физическими свойствами. Проведено обсуждение полученных закономерностей.

Проведен анализ химического состава и структуры пленок HfO₂ и двойных оксидов, формирующихся при их легировании алюминием и скандием. Показано, что легирование HfO₂ алюминием приводит к аморфизации пленок: при концентрации Al больше 30 ат.% пленка становится аморфной. Легирование HfO₂ скандием модифицирует моноклинную структуру и в области концентраций Sc от ~9 до ~14 ат.% Sc в неравновесных условиях CVD процесса при 600 °C формируется пленка твердого раствора орторомбической структуры.

Методом импульсного MOCVD с in situ масс-спектрометрическим контролем процесса осаждения получены сверхтонкие слои Ir с толщиной от единиц до десятков нанометров. Выявлена роль реакционной среды, природы прекурсора и температуры осаждения в формировании нанокристаллической структуры пленок. Осаждение Ir из Ir(acac)₃ в кислородной атмосфере приводит к получению плотных однородных структур, в то время как в вакууме или в атмосфере водорода осаждаются наноразмерные зернистые Ir слои; при использовании Ir(CO)₂(acac) вне зависимости от реакционной среды получены Ir пленки с зернистой структурой.

Методом in situ высокотемпературной масс-спектрометрии исследованы процессы термораспада паров Ru(acac)₃ и Ru(nbd)(allyl)₂, предложены возможные схемы термических превращений на нагретой поверхности. Методом импульсного MOCVD с in situ масс-спектрометрическим контролем процессов осаждения получены ультратонкие слои Ru с толщиной несколько нанометров. Выявлена роль реакционной среды, природы прекурсора и температуры осаждения в формировании нанокристаллической структуры пленок. пленки Ru с компактной сплошной структурой формируются из Ru(acac)₃ и водорода при температуре осаждения 340 °C и ниже, повышение температуры приводит к росту нанозернистых Ru слоев. Из Ru(nbd)(allyl)₂ вне зависимости от условий осаждения формируются зернистые нанокристалические слои Ru.

На кристаллических структурах минералов лиллианита Pb₃Bi₂S₆ и хейровскиита Pb₆Bi₂S₉ методом кристаллографического анализа показано, что микродвойникование образующих структуру двумерных фрагментов-слоев происходит в рамках единых катионных и анионных матриц. Сопряжение разных ориентаций структур типа PbS осуществляется за счет вакантных узлов катионных и анионных псевдотрансляционных подрешеток без существенного их искажения. В структуре β-Pb₃Bi₂S₆ - фазе высокого давления лиллианита - псевдотрансляционная упорядоченность катионов и анионов, как и общая симметрия структуры, существенно снижена при сохранении общей схемы расположения.