name: Определение температуры стеклования наноразмерных полимеров с помощью методов термоплазмоники и сканирующей зондовой микроскопии
keyword_list: Температура стеклования Наноразмерные полимеры Плазмонные наноструктуры Термоплазмоника Оптический нагрев Атомно-силовая микроскопия Спектроскопия комбинационного рассеяния света
abstract: Объектом исследования являются наноразмерные полимеры и металлические наноструктуры для локализованного нагрева наноразмерных полимеров.
  Целью диссертационной работы является определение локальной температуры стеклования полимеров с помощью методов термоплазмоники и сканирующей зондовой микроскопии. 
  Методы исследования: в диссертационной работе использовались методы оптической спектроскопии комбинационного рассеяния света, сканирующей зондовой микроскопии, конфокальной оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии. Экспериментальные результаты получены на сертифицированном оборудовании, включая многофункциональный аналитический комплекс NTEGRA Spectra и атомно-силовой микроскоп NTEGRA Prima. Численное моделирование проводилось с использованием метода конечных разностей во временной области (FDTD) и методов конечных элементов (FEM) с использованием коммерческого программного пакета Lumerical/Ansys. 
      Результаты и выводы, новизна и область применения: 
  1. Разработан новый способ определения локальной температуры стеклования полимеров с помощью атомно-силовой микроскопии по температурной зависимости фазы колебаний кантилевера при нагреве образца. Экспериментально продемонстрировано, что с помощью разработанного метода можно определить локальную температуру стеклования тонких полимерных пленок толщиной меньше 100 нм. Новый подход расширяет спектр методов определения температуры стеклования наноразмерных полимерных материалов. 
  2. Предложен оригинальный подход к созданию усиления оптического нагрева плазмонных наноструктур с помощью наноструктурированной поверхности термостата. Усиление оптического нагрева обусловлено уменьшением эффективной теплопроводности термостата. Вариацией высоты кремниевого наноразмерного элемента термостата можно достичь температуры нагрева до 1000 К при малых значениях интенсивности накачки (порядка 1 МВт/см2). Возможность создания локализованного усиленного оптического нагрева вносит вклад в развитие термоплазмоники, а также открывает уникальные возможности в создании наноразмерных устройств оптического кодирования и хранения информации, программируемых неоднородных профилей температуры, фотовольтаики и аналоговых вычислений. 
  3. Показано, что оптический нагрев разработанных наноструктур позволяет разогревать тонкие пленки (порядка 100 нм) исследуемого материала. Максимальная температура нагрева определяется высотой кремниевого тепловода, а управление температурой осуществляется изменением интенсивности излучения.
  4. Разработан новый оптический метод измерения локальной температуры стеклования наноразмерных полимеров. Температура стеклования определяется путем оптического нагрева плазмонных наноструктур и регистрации спектров комбинационного рассеяния света. Данный̆ результат способствует развитию методов спектроскопического зондирования с пространственным разрешением фазовых переходов в гетерогенных стеклообразных полимерах, жидких кристаллах, полимерных смесях и наноструктурах.
chairman_dissertation_council.name: Алексей
chairman_dissertation_council.surname: Калачев
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: заместитель председателя
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: C-6274-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7005527072
chairman_dissertation_council.rinc_id: 16602
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-7862-8880
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Дмитрий
organization_supervisor.surname: Таюрский
organization_supervisor.patronymic: Альбертович
organization_supervisor.position: и. о. ректора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.15
rubrics.name: Фазовые равновесия и фазовые переходы
rubrics.code: 29.19.09
rubrics.name: Тепловые свойства твердых тел
rubrics.code: 29.03.77
rubrics.name: Моделирование физических явлений
rubrics.code: 29.03.31
rubrics.name: Оптические методы измерения в физическом эксперименте
rubrics.code: 29.03.21
rubrics.name: Тепловые измерения в физическом эксперименте
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
speciality_codes.name: Оптика
speciality_codes.code: 01.04.05
supervisors.fio: Харинцев С. С.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Оптика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Барышев А. В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Никифоров В. Г.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1021602841391
protection_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
protection_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1021602841391
author_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
author_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
author_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения