Kaul, Andrej Rafailovič

Kaul Andrej Rafailovchi
Soubor:Kaul A.R.jpg
Datum narození 12. března 1945 (77 let)( 1945-03-12 )
Místo narození Murom , SSSR
Země  SSSR → Rusko 
Vědecká sféra anorganická chemie , anorganické materiály
Místo výkonu práce ISSP RAS , Katedra chemie, Moskevská státní univerzita Lomonosova
Alma mater Katedra chemie Moskevské státní univerzity Lomonosova
Akademický titul Doktor chemických věd
Akademický titul Profesor
Ocenění a ceny Státní cena Ruské federace - 2003

Andrei Rafailovich Kaul (narozen 12. března 1945 , Murom , Vladimirská oblast, SSSR ) je ruský anorganický chemik , doktor chemických věd , profesor , vedoucí Laboratoře chemie koordinačních sloučenin Fakulty chemie Moskevské státní univerzity pojmenované po M.V. Lomonosov , známý specialista v oblasti anorganických funkčních materiálů.

Životopis

Andrei Rafailovich se narodil 12. března 1945. Otec je inženýr-učitel, vedoucí oddělení parních a plynových turbín na Ivanovo Power Engineering Institute . Matka je medievistická historička, docentka na Ivanovské pedagogické univerzitě . Otec - podle národnosti byl volžský Němec dvakrát administrativním vyhoštěním z Moskvy (v roce 1941 do Kazachstánu , v roce 1944 s rodinou do Novosibirsku ). V březnu 1945 rodina se přestěhovala do Ivanova .

Absolvoval školu číslo 32 v Ivanovu. V roce 1962 nastoupil na Chemickou fakultu Moskevské státní univerzity. M.V. Lomonosov, který promoval v roce 1967 na katedře obecné chemie. Po absolvování fakulty byl přidělen k práci v Ústavu fyziky pevných látek Ruské akademie věd v laboratoři mechanických vlastností krystalů (1967-1969), kde vyvinul techniku ​​měření depolarizačních proudů v dielektrikách. . V roce 1969 vstoupil na postgraduální studium na Fakultě chemické Moskevské státní univerzity. M.V. Lomonosova, kde později z postgraduálního studenta (1969-1972) přešel na místo profesora a vedoucího laboratoře.

Vědecká činnost

Disertační práce "Termodynamické studium vysokoteplotní stability sloučenin oxidů vzácných zemin s řadou oxidů přechodných prvků" (1973) [1] je věnována stanovení termodynamické stability oxidových fází na základě rovnovážných tlaků kyslíku během disociace komplexních oxidů a výpočet jejich volných energií tvorby. Tato práce byla provedena metodou elektromotorických sil v článcích s pevným elektrolytem na bázi oxidu zirkoničitého . V dizertační práci byl poprvé stanoven kvantitativní vztah mezi parametry charakterizujícími narušení krystalové mřížky a termodynamickou stabilitou komplexních oxidů (například sloučenin RFeO 3 , CuR 2 O 4 , Cu 2 R 2 O 5 , kde R je prvek vzácných zemin) [2] . Tyto výsledky nám umožnily poprvé konstatovat, že ve všech morfotropních řadách sloučenin patřících do nejširší třídy perovskitů je deformace kubické mřížky doprovázena poklesem termodynamické stability sloučenin.

Později (1973-1987) byly termodynamické studie metodou elektromotorických sil spojeny s prací v oboru anorganické chemie pevných elektrolytů a iontů v pevném stavu. Byl proveden významný výzkum vývoje nových metod syntézy Na+-vodivého pevného elektrolytu na bázi β-oxidu hlinitého pro zdroje proudu Na-S (metoda syntézy stearátu, kryochemická technologie). Poprvé byly navrženy a vyvinuty metody výměny iontů v pevné fázi zahrnující β-oxid hlinitý , který umožnil získat keramický substituovaný β-oxid hlinitý s vodivostí iontů draslíku, lithia, stříbra, mědi, zinku a protonů [ 3] . Tyto keramické kationtové vodiče byly použity jako pevné elektrolyty v elektrochemické termodynamice. Ve vědecké skupině vedené A.R. Kaul v letech 1984-1987. došlo k průkopnickému vývoji keramických protonových pevných elektrolytů na bázi komplexních oxidů barya, zejména byl poprvé syntetizován protonový vodič BaCeO 3 dopovaný oxidem yttritým, který má protonovou vodivost, jejíž hodnota stále zůstává rekordní .

Po objevení fenoménu vysokoteplotní supravodivosti v roce 1986 se vědecké zájmy A.R.Kaula soustředily na vývoj chemických metod výroby a studia tenkých vrstev vysokoteplotních supravodičů [4] . Největšího úspěchu bylo dosaženo ve vývoji metody chemické depozice z plynné fáze (MOCVD, Metalorganic chemical vapor deposition) [5] . To bylo do značné míry usnadněno rozsáhlými zkušenostmi Laboratory of Chemistry of Coordination Compounds v syntéze a studiu těkavých beta-diketonátů široké škály kovů. Velká pozornost byla věnována také technickému zdokonalování zařízení pro metodu MOCVD: byly patentovány a implementovány různé systémy pro pulzní přívod reagenční páry do reaktorů, v důsledku čehož bylo možné reprodukovatelně získávat epitaxní filmy vícesložkových oxidů, které jsou základ pro vývoj nových funkčních materiálů. V roce 1995 obhájil A.R. Kaul svou doktorskou práci „Fyzikální a chemické základy pro získávání superiontových a supravodivých materiálů“ [6] . Následně byla praxe chemické depozice tenkovrstvých materiálů rozšířena na vícesložkové sloučeniny se slibnými elektrickými a magnetickými vlastnostmi, jako jsou REE a ACH manganity s kolosální magnetorezistencí , nikláty a kobaltity vzácných zemin, feroelektrika a různé oxidové heterostruktury [7]. , [8] . U těchto tenkovrstvých objektů byly studovány vztahy mezi složením, strukturou a funkčními vlastnostmi a zjištěn vliv tlakového a tahového napětí krystalové mřížky filmu při epitaxním růstu na substrátu. Tyto výsledky byly zahrnuty do práce týmu pracovníků katedry anorganické chemie v čele s akad. Yu.D.Treťjakov, oceněný Státní cenou Ruské federace za chemii v roce 2003. Četná pozorování rozdílů ve fázovém složení epitaxních filmů ve srovnání s prášky a keramikou stejného složení byla vysvětlena efektem epitaxní vazby se substrátem. Později A.R. Kaul navrhl použít tento jev, nazývaný epitaxní stabilizace, jako metodický základ pro syntézu různých nestabilních fází ve formě tenkých filmů. Společně s O.Yu.Gorbenkem byl vyvinut termodynamický model a teorie fenoménu epitaxní stabilizace, byla objasněna role termodynamických a strukturně-geometrických faktorů určujících možnost epitaxní stabilizace nestabilních fází [9] . Na základě tohoto konceptu je patrný charakter změn fázových vztahů v epitaxních filmech na substrátech ve srovnání s autonomním stavem stejných látek (ve formě prášků, keramiky, monokrystalů), zvýšení vzájemné rozpustnosti a snížení v reaktivitě látek v epitaxním stavu. Závěry teorie jsou potvrzeny mnoha experimentálními výsledky syntézy tenkých vrstev komplexních oxidů z plynné fáze. Byly tak syntetizovány některé neznámé sloučeniny a rozšířeny známé morfotropní řady, včetně granátů počátku rodiny REE, ortorombických manganitů a hexagonálních ortoferitů pro malé REE atd. Výsledkem byla epitaxní stabilizace nestabilních sloučenin ve formě tenké vrstvy se staly samostatným odvětvím řízené anorganické syntézy. Cyklus prací A. R. Kaula a O. Yu Gorbenka „Heteroepitaxe ve vývoji nových tenkovrstvých materiálů na bázi oxidů: nové příležitosti“ byl v roce 2005 oceněn Lomonosovovou cenou (II. stupeň) Moskevské státní univerzity.

Ve stejné době A.R. Kaul zahájil práce na vývoji a technologickém vývoji HTSC drátů druhé generace založených na supravodičech z rodiny vzácných zemin uložených ve formě vysoce orientovaných mikronových vrstev na kovové substráty potažené tenkými nárazníkovými vrstvami [10] . K realizaci této komplexní a mnohostranné práce, která spojila tým studentů - absolventů postgraduálního studia A.R.Kaula, vznikla inovativní výzkumná a produkční společnost CJSC SuperOx (www.superox.ru), která se v současnosti stala jednou z nejvýznamnějších světoví výrobci HTSC -drátů [11] .

Výzkumná práce A.R.Kaula je v současnosti zaměřena na zvýšení stability proudové zatížitelnosti HTSC drátů vůči vnějšímu magnetickému poli, pro které jsou vyvíjeny nové tenkovrstvé HTSC kompozitní materiály s uměle zavedenými nesupravodivými piningovými centry. Současně se vyvíjejí tenkovrstvé materiály s kov-dielektrickým přechodem na bázi oxidu vanadičitého [12] .

Výuka a další aktivity

Mezi žáky A.R. Kaulya 1 doktor chemických věd, 27 kandidátů chemických věd, více než 40 postgraduálních studentů (specialistů, bakalářů a magistrů) v oblastech „chemie pevných látek“ a „anorganická chemie“ (údaje za rok 2018).

Je autorem 14 školicích kurzů a lektorem kurzů pro studenty Fakulty chemické a Fakulty materiálových věd jako "Chemie funkčních materiálů", "Základy anorganické syntézy", "Nauka o anorganických materiálech" a „Termodynamika reakcí na pevné fázi a fázové rovnováhy“.

AR Kaul je spoluautorem více než 20 patentů v oblasti vědy o anorganických materiálech HTSC a pevných elektrolytů.

Člen redakční rady vědeckých zpráv od ledna 2014 do současnosti. vr., "Chemical Vapour Deposition", od ledna 1996 do prosince 1999 - "Supravodivá věda a technologie" a od listopadu 1988 do března 1995 - "Supravodivost: fyzika, chemie, technologie."

Vyznamenání a ocenění

Poznámky

  1. ↑ Kaul A.R. Termodynamické studium vysokoteplotní stability sloučenin oxidů vzácných zemin s řadou oxidů přechodných prvků// Dis. cand. chem. nauk.122 hp nemocný. (Moskevská státní univerzita pojmenovaná po M.V. Lomonosovovi. Fakulta chemická. Katedra obecné chemie. 1973. Bibliografie. L. 115-122.
  2. ↑ Kaul AR, Portnoy VK, Treťjakov Yu D., Termodynamická studie vysokoteplotní stability ortoferitů vzácných zemin// High Temperature Science, 1977. Volume 9, p. 61-70
  3. ↑ Kaul A.R., Kutsenok I.B., Treťjakov Yu.D. O možnosti použití stříbra beta-aluminy pro termodynamické studie // Journal of Physical Chemistry. 1974. Ročník 48, č. 8, s. 2128-2129
  4. ↑ Kaul A.R. Chemické metody pro získávání filmů a povlaků HTSC// Journal of the All-Union Chemical Society. DI. Mendělejev. 1989. Ročník 34, č. 4, s. 492-504
  5. ↑ Blednov AV, Gorbenko OY, Samoilenkov SV, Amelichev VA, Lebedev VA, Napolskii KS, Kaul AR Epitaxial Calcium and Strontium Fluoride Films on Highly Mismatched OY a Metal Substrates od MOCVD: Texture and Morphology/Chemistry of Materials. 2010. Ročník 22, č. 1, s. 175-185
  6. ↑ Kaul. A.R. Fyzikální a chemické základy pro získávání superionických a supravodivých materiálů// Dis. ve formě vědecké zpráva dr. chem. vědy/MGU im. M.V. Lomonomov. Chem. fak. 1995. Bibliografie. S. 62-68.
  7. ↑ Kaul AR, Nikulin IV, Novojilov MA, Mudretsova SN, Kondrashov SV Oxygen Nonstochiometrie of NdNiO 3-δ a SmNiO 3-δ . Materiálový výzkumný bulletin. 2004. Svazek 39, s. 775-791
  8. ↑ Gorbenko OY, Kaul AR, Kamenev AA, Melnikov OV, Graboy IE, Babushkina NA, Taldenkov AN, Inyushkin AV Epitaxní variantní struktury perovskitových manganitů s vysokou tunelovou magnetorezistencí// Journal of Crystal Growth. 2005. Ročník 275, s. 2453-2458
  9. ↑ Kaul A., Gorbenko O., Novojilov M., Kamenev A., Bosak A., Mikhaylov A., Boytsova O., Kartavtseva M. Epitaxní stabilizace - Nástroj pro syntézu nových tenkovrstvých oxidových materiálů// 2005. Journal of Crystal Growth, svazek 275, č. 1, str. 2445
  10. ↑ Kaul AR, Roddatis VV, Akbashev AR, Lopatin S. Komplexní strukturně-feroelektrické doménové stěny v tenkých vrstvách hexagonálních ortoferitů RFeO 3 (R=Lu,Er)// Applied Physics Letters. 2013. Svazek 9, s. 61-70
  11. ↑ Molodyk A.A., Kaul A.R. HTSC pásky druhé generace - nové materiály pro elektroenergetiku založené na epitaxních heterostrukturách / / Russian Chemical Journal. 2013. Ročník 17, č. 6, s. 48-65
  12. ↑ Makarevich AM, Sadykov II, Sharovarov DI, Amelichev VA, Adamenkov AA, Tsymbarenko DM, Plokhih AV, Esaulkov MN, Solyankin PM, Kaul AR Chemická syntéza vysoce kvalitních epitaxních filmů oxidu vanadičitého s ostrými elektrickými a optickými spínacími vlastnostmi// Journal of Chemie materiálů. 2015. Svazek 3, s. 9197-9205

Odkazy