КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-13-00173
НазваниеГрафеновые наноструктуры, функционализированные стабильными радикальными группами
Руководитель Третьяков Евгений Викторович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-602 - Химия новых органических и гибридных функциональных материалов
Ключевые слова графен, графеновые наноуглероды, молекулярные магниты, синтез "снизу-вверх"
Код ГРНТИ31.21.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Графен – двумерный кристалл, демонстрирующий уникальный набор оптических, электрических и механических свойств (Rev. Mod. Phys. 2009б 81, 109). В последнее время интерес вызывает магнетизм графена, связанный с ферромагнитным состоянием его зигзагообразных краев (Nanotechnology, 2010, 21, 302001; Review of Modern Physics 2016, 88, 025005). Исследователи сходятся во мнении, что реализация процессов когерентного манипулирования краевыми (edge state) спинами графена может стать важной вехой на пути создания рабочих устройств спинтроники и квантовых компьютеров (Nature Materials 2012, 11, 409; Nature Physics 2007, 3, 192). Однако, есть серьезная проблема, препятствующая практической реализации этих идей. Она связана с тем, что каждый раз исследуемые наноуглероды представляют собой единичные объекты, отличающиеся формой краев и длиной магнитно-активных зигзагообразных фрагментов, которые, к тому же, еще и химически крайне нестабильны (Physical Review B, 2011, 83, 045414; Nano Letters 2006, 6, 2748). Решение состоит в разработке направленного синтеза устойчивых молекулярных графеновых наноуглеродных структур, несущих стабильные радикальные группировки. Подобных работ, выполненных на стыке двух направлений: химии и физики органических высокоспиновых систем и наноуглеродных материалов в литературе нет. По данной теме имеется единственная работа, выполненная при непосредственном участии автора проекта, которая была принята к печати незадолго до его написания (M. Slota, A. Keerthi, W. K. Myers, E. Tretyakov, M. Baumgarten, A. Ardavan, H. Sadeghi, C. J. Lambert, A. Narita, K. Müllen, L. Bogani, Nature, 2017, accepted). В работе описан первый пример получения спин-меченого графенового наноуглерода с атомарной и магнитной точностью по технологии “снизу-вверх”. Синтезированный магнитно-активный графен стабилен при обычных условиях, и, в тоже время, содержит два ансамбля спиновых систем: краевые делокализованные спины собственно нанографена и локализованные спины радикальных группировок. С использованием времяразрешенного ЭПР было показано, что в полученном соединении время спиновой релаксации составляет 1.1 мкс при 85 K и 0.55 мкс при 300 K. Поскольку наблюдаемые времена инверсии краевых спинов оказались значительно короче, ~300 нс, то это позволило впервые реализовать в графене когерентные манипуляции состоянием спинов разных носителей. Результат выдающийся, но очевидно требующий проведения систематического исследования, нацеленного на выявление магнитно-структурных корреляций широкого ряда спин-меченых графеновых наноуглеродов с последующей оптимизацией их структуры. С этой целью задуман настоящий проект; предполагается создать область молекулярного дизайна графеновых магнетиков с выходом в перспективе на материалы, пригодные по своим электронным и магнитным характеристикам для решения актуальных задач спинтроники, как например, электронное детектирование спиновых состояний и реализация квантовых операций посредством одного проводящего электрона (Reviews of Modern Physics 2007, 79, 1217; Science 2005, 309, 2180).
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Политанская Л.В., Селиванова Г.А., Пантелеева Е.В., Третьяков Е.В. и др. Современная фторорганическая химия в России Успехи химии (год публикации - 2019)
2. Морозов В., Третьяков Е. Spin injection on the edge of graphene nano-ribbons Journal of Molecular Modeling (год публикации - 2019)
3. Стась Д.В., Третьяков Е.В. Estimation of absolute spin counts in nitronyl nitroxide-bearing graphene nanoribbons Applied Magnetic Resonance (год публикации - 2019)
4. Третьяков Е. Графеновые наноструктуры, несущие стабильные радикальные группировки Молодёжная научная школа-конференция "Актуальные проблемы органической химии" (год публикации - 2018)
5. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М. СБОРКА ГРАФЕНОВЫХ НАНОСТРУКТУР, НЕСУЩИХ СТАБИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЬНЫЕ ГРУППИРОВКИ V Всероссийская с международным участием конференция по органической химии (год публикации - 2018)
6. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Spin-labeled graphene nanoribbons for organic electronics and spintronics International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
7. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. Метод получения алкилированных 1,3-дифенилпропан-2-онов — компонентов сборки графеновых наноструктур Известия Академии наук. Серия химическая, 2020, № 1, 172-175 (год публикации - 2020)
8. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Design of Magnetic Edge States in Graphene Nanoribbons 2nd Global Conference on Magnetism and Magnetic Materials (год публикации - 2019)
9. Тен Ю., Трошкова Н., Третьяков Е. A novel synthetic approach to alkylated 1,3-diphenyl-2-propanones – key building blocks in design of graphene nanostructures International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
10. Третьяков Е., Трошкова Н. Graphene boom, quo vadis? A historical perspective from an organic chemist’s viewpoint Markovnikov Congress on organic chemistry (год публикации - 2019)
11. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М., Тен Ю.А., Гурская Л.Ю., Живетьева С.И., Заякин И.А., Пантелеева Е.В., Федюшин П.А. Высокоспиновые органические молекулы Химия и химическая технология в XXI веке (год публикации - 2019)
12. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. От спин-меченых конденсированных полиароматических соединений к магнитно-активным графеновым наноструктурам Успехи химии (год публикации - 2020)
13.
Е.В. Третьяков, С.И. Живетьева, П.В. Петунин, Д.Е. Горбунов, Н.П. Грицан, И.Ю. Багрянская, А.С. Богомяков, П.С. Постников, М.С. Казанцев, М.Е. Трусова, И.К. Шундрина, Е.В. Зайцева, Д.А. Пархоменко, Е.Г. Багрянская, В. И. Овчаренко
Ferromagnetically Coupled S = 1 Chains in Crystals of Verdazyl-Nitronyl Nitroxide Diradicals
Angewandte Chemie International Edition, 59, 20704–20710 (год публикации - 2020)
10.1002/anie.202010041
14.
Е. Третьяков, А. Ткачева, Г. Романенко, А. Богомяков, Д. Стась, А. Марьясов, Е. Зуева, Б. Трофимов, В. Овчаренко.
(Pyrrole-2,5-Diyl)-Bis(Nitronyl Nitroxide) andBis(Iminonitroxide): Specific Features of the Synthesis, Structure, and Magnetic Properties.
Molecules, 25, 1503 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25071503
15.
Л.В. Политанская, П.А. Федюшин, Т.В. Рыбалова, А.С. Богомяков Н.Б. Асанбаева, Е.В. Третьяков
Fluorinated Organic Paramagnetic Building Blocks for Cross-Coupling Reactions.
Molecules, 25, 5427 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25225427
16. Юрий Тен, Константин Ломанович, Дмитрий Мажукин, Надежда Трошкова, Елена Багрянская, Евгений Третьяков A Biradical with a Hexa-peri-Hexabenzocoronene Core Molecules (год публикации - 2021)
Публикации
1. Политанская Л.В., Селиванова Г.А., Пантелеева Е.В., Третьяков Е.В. и др. Современная фторорганическая химия в России Успехи химии (год публикации - 2019)
2. Морозов В., Третьяков Е. Spin injection on the edge of graphene nano-ribbons Journal of Molecular Modeling (год публикации - 2019)
3. Стась Д.В., Третьяков Е.В. Estimation of absolute spin counts in nitronyl nitroxide-bearing graphene nanoribbons Applied Magnetic Resonance (год публикации - 2019)
4. Третьяков Е. Графеновые наноструктуры, несущие стабильные радикальные группировки Молодёжная научная школа-конференция "Актуальные проблемы органической химии" (год публикации - 2018)
5. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М. СБОРКА ГРАФЕНОВЫХ НАНОСТРУКТУР, НЕСУЩИХ СТАБИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЬНЫЕ ГРУППИРОВКИ V Всероссийская с международным участием конференция по органической химии (год публикации - 2018)
6. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Spin-labeled graphene nanoribbons for organic electronics and spintronics International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
7. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. Метод получения алкилированных 1,3-дифенилпропан-2-онов — компонентов сборки графеновых наноструктур Известия Академии наук. Серия химическая, 2020, № 1, 172-175 (год публикации - 2020)
8. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Design of Magnetic Edge States in Graphene Nanoribbons 2nd Global Conference on Magnetism and Magnetic Materials (год публикации - 2019)
9. Тен Ю., Трошкова Н., Третьяков Е. A novel synthetic approach to alkylated 1,3-diphenyl-2-propanones – key building blocks in design of graphene nanostructures International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
10. Третьяков Е., Трошкова Н. Graphene boom, quo vadis? A historical perspective from an organic chemist’s viewpoint Markovnikov Congress on organic chemistry (год публикации - 2019)
11. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М., Тен Ю.А., Гурская Л.Ю., Живетьева С.И., Заякин И.А., Пантелеева Е.В., Федюшин П.А. Высокоспиновые органические молекулы Химия и химическая технология в XXI веке (год публикации - 2019)
12. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. От спин-меченых конденсированных полиароматических соединений к магнитно-активным графеновым наноструктурам Успехи химии (год публикации - 2020)
13.
Е.В. Третьяков, С.И. Живетьева, П.В. Петунин, Д.Е. Горбунов, Н.П. Грицан, И.Ю. Багрянская, А.С. Богомяков, П.С. Постников, М.С. Казанцев, М.Е. Трусова, И.К. Шундрина, Е.В. Зайцева, Д.А. Пархоменко, Е.Г. Багрянская, В. И. Овчаренко
Ferromagnetically Coupled S = 1 Chains in Crystals of Verdazyl-Nitronyl Nitroxide Diradicals
Angewandte Chemie International Edition, 59, 20704–20710 (год публикации - 2020)
10.1002/anie.202010041
14.
Е. Третьяков, А. Ткачева, Г. Романенко, А. Богомяков, Д. Стась, А. Марьясов, Е. Зуева, Б. Трофимов, В. Овчаренко.
(Pyrrole-2,5-Diyl)-Bis(Nitronyl Nitroxide) andBis(Iminonitroxide): Specific Features of the Synthesis, Structure, and Magnetic Properties.
Molecules, 25, 1503 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25071503
15.
Л.В. Политанская, П.А. Федюшин, Т.В. Рыбалова, А.С. Богомяков Н.Б. Асанбаева, Е.В. Третьяков
Fluorinated Organic Paramagnetic Building Blocks for Cross-Coupling Reactions.
Molecules, 25, 5427 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25225427
16. Юрий Тен, Константин Ломанович, Дмитрий Мажукин, Надежда Трошкова, Елена Багрянская, Евгений Третьяков A Biradical with a Hexa-peri-Hexabenzocoronene Core Molecules (год публикации - 2021)
Публикации
1. Политанская Л.В., Селиванова Г.А., Пантелеева Е.В., Третьяков Е.В. и др. Современная фторорганическая химия в России Успехи химии (год публикации - 2019)
2. Морозов В., Третьяков Е. Spin injection on the edge of graphene nano-ribbons Journal of Molecular Modeling (год публикации - 2019)
3. Стась Д.В., Третьяков Е.В. Estimation of absolute spin counts in nitronyl nitroxide-bearing graphene nanoribbons Applied Magnetic Resonance (год публикации - 2019)
4. Третьяков Е. Графеновые наноструктуры, несущие стабильные радикальные группировки Молодёжная научная школа-конференция "Актуальные проблемы органической химии" (год публикации - 2018)
5. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М. СБОРКА ГРАФЕНОВЫХ НАНОСТРУКТУР, НЕСУЩИХ СТАБИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЬНЫЕ ГРУППИРОВКИ V Всероссийская с международным участием конференция по органической химии (год публикации - 2018)
6. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Spin-labeled graphene nanoribbons for organic electronics and spintronics International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
7. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. Метод получения алкилированных 1,3-дифенилпропан-2-онов — компонентов сборки графеновых наноструктур Известия Академии наук. Серия химическая, 2020, № 1, 172-175 (год публикации - 2020)
8. Третьяков Е., Трошкова Н., Тен Ю., Кирси А., Баумгартен М., Нарита А., Мюллен К., Слота М., Богани Л. Design of Magnetic Edge States in Graphene Nanoribbons 2nd Global Conference on Magnetism and Magnetic Materials (год публикации - 2019)
9. Тен Ю., Трошкова Н., Третьяков Е. A novel synthetic approach to alkylated 1,3-diphenyl-2-propanones – key building blocks in design of graphene nanostructures International Conference ORGEL-2019 (год публикации - 2019)
10. Третьяков Е., Трошкова Н. Graphene boom, quo vadis? A historical perspective from an organic chemist’s viewpoint Markovnikov Congress on organic chemistry (год публикации - 2019)
11. Третьяков Е.В., Трошкова Н.М., Тен Ю.А., Гурская Л.Ю., Живетьева С.И., Заякин И.А., Пантелеева Е.В., Федюшин П.А. Высокоспиновые органические молекулы Химия и химическая технология в XXI веке (год публикации - 2019)
12. Тен Ю.А., Трошкова Н.М., Третьяков Е.В. От спин-меченых конденсированных полиароматических соединений к магнитно-активным графеновым наноструктурам Успехи химии (год публикации - 2020)
13.
Е.В. Третьяков, С.И. Живетьева, П.В. Петунин, Д.Е. Горбунов, Н.П. Грицан, И.Ю. Багрянская, А.С. Богомяков, П.С. Постников, М.С. Казанцев, М.Е. Трусова, И.К. Шундрина, Е.В. Зайцева, Д.А. Пархоменко, Е.Г. Багрянская, В. И. Овчаренко
Ferromagnetically Coupled S = 1 Chains in Crystals of Verdazyl-Nitronyl Nitroxide Diradicals
Angewandte Chemie International Edition, 59, 20704–20710 (год публикации - 2020)
10.1002/anie.202010041
14.
Е. Третьяков, А. Ткачева, Г. Романенко, А. Богомяков, Д. Стась, А. Марьясов, Е. Зуева, Б. Трофимов, В. Овчаренко.
(Pyrrole-2,5-Diyl)-Bis(Nitronyl Nitroxide) andBis(Iminonitroxide): Specific Features of the Synthesis, Structure, and Magnetic Properties.
Molecules, 25, 1503 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25071503
15.
Л.В. Политанская, П.А. Федюшин, Т.В. Рыбалова, А.С. Богомяков Н.Б. Асанбаева, Е.В. Третьяков
Fluorinated Organic Paramagnetic Building Blocks for Cross-Coupling Reactions.
Molecules, 25, 5427 (год публикации - 2020)
10.3390/molecules25225427
16. Юрий Тен, Константин Ломанович, Дмитрий Мажукин, Надежда Трошкова, Елена Багрянская, Евгений Третьяков A Biradical with a Hexa-peri-Hexabenzocoronene Core Molecules (год публикации - 2021)