Kaul, Andrei Rafailovici

Kaul Andrei Rafailovchi
Fișier:Kaul A.R.jpg
Data nașterii 12 martie 1945 (în vârstă de 77 de ani)( 12/03/1945 )
Locul nașterii Murom , URSS
Țară  URSS → Rusia 
Sfera științifică chimie anorganică, materiale anorganice
Loc de munca ISSP RAS , Departamentul de Chimie, Universitatea de Stat din Moscova Lomonosov
Alma Mater Departamentul de Chimie, Universitatea de Stat din Moscova Lomonosov
Grad academic Doctor în științe chimice
Titlu academic Profesor
Premii și premii Premiul de Stat al Federației Ruse - 2003

Andrei Rafailovici Kaul (n . 12 martie 1945 , Murom , regiunea Vladimir, URSS ) este un chimist anorganic rus , doctor în științe chimice , profesor , șef al Laboratorului de chimie a compușilor de coordonare al Facultății de Chimie a Universității de Stat din Moscova, numit după M.V. Lomonosov , un cunoscut specialist în domeniul materialelor funcționale anorganice.

Biografie

Andrei Rafailovici s-a născut la 12 martie 1945. Tatăl este inginer-profesor, șef al departamentului de turbine cu abur și gaz la Institutul de Inginerie Energetică Ivanovo . Mama este istoric medievalist, profesor asociat la Universitatea Pedagogică Ivanovo . Tată - după naționalitate, germanul Volga a fost supus de două ori expulzării administrative din Moscova (în 1941 în Kazahstan , în 1944 cu familia la Novosibirsk ). În martie 1945 familia sa mutat la Ivanovo .

A absolvit școala numărul 32 din Ivanovo. În 1962 a intrat la Facultatea de Chimie a Universității de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov, care a absolvit în 1967 Departamentul de Chimie Generală. După absolvirea facultății, a fost repartizat să lucreze la Institutul de Fizică a Solidelor din cadrul Academiei Ruse de Științe în laboratorul proprietăților mecanice ale cristalelor (1967-1969), unde a dezvoltat o tehnică de măsurare a curenților de depolarizare în dielectrici. . În 1969 a intrat la școala postuniversitară a Facultății de Chimie a Universității de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov, unde mai târziu a trecut de la absolvent (1969-1972) la funcția de profesor și șef de laborator.

Activitate științifică

Teza de doctorat „Studiul termodinamic al stabilității la temperatură înaltă a compușilor oxizilor de pământuri rare cu un număr de oxizi ai elementelor de tranziție” (1973) [1] este dedicată determinării stabilității termodinamice a fazelor de oxid pe baza presiunilor de echilibru ale oxigenului în timpul disocierea oxizilor complecși și calculul energiilor lor libere de formare. Acest lucru a fost realizat prin metoda forțelor electromotoare în celule cu un electrolit solid pe bază de dioxid de zirconiu . În disertație, s-a stabilit pentru prima dată o relație cantitativă între parametrii care caracterizează distorsiunea rețelei cristaline și stabilitatea termodinamică a oxizilor complecși (de exemplu, compușii RFeO 3 , CuR 2 O 4 , Cu 2 R 2 O 5 ). , unde R este un element de pământ rar) [2] . Aceste rezultate ne-au permis să afirmăm pentru prima dată că în toate seriile morfotropice de compuși aparținând celei mai largi clase de perovskiți , distorsiunea rețelei cubice este însoțită de o scădere a stabilității termodinamice a compușilor.

Ulterior (1973-1987) studiile termodinamice prin metoda forțelor electromotoare au fost combinate cu lucrări în domeniul chimiei anorganice a electroliților solizi și a ionicilor în stare solidă. Au fost efectuate cercetări semnificative privind dezvoltarea de noi metode pentru sinteza electrolitului solid conductiv Na+ pe bază de β-alumină pentru surse de curent Na-S (metoda de sinteză a stearatului, tehnologie criochimică). Pentru prima dată, au fost propuse și dezvoltate metode de schimb ionic în fază solidă care implică β-alumină , ceea ce a făcut posibilă obținerea de β-alumină ceramică substituită cu o conductivitate de ioni de potasiu, litiu, argint, cupru, zinc și protoni . 3] . Acești conductori cationici ceramici au fost utilizați ca electroliți solizi în lucrările de termodinamică electrochimică. Într-un grup științific condus de A.R. Kaul în 1984-1987. au fost realizate dezvoltări de pionierat ale electroliților solizi de protoni ceramici pe bază de oxizi de bariu complecși, în special, pentru prima dată a fost sintetizat un conductor de protoni BaCeO 3 , dopat cu oxid de ytriu, care are o conductivitate a protonilor, a cărei valoare rămâne încă un record .

După descoperirea fenomenului de supraconductivitate la temperatură înaltă în 1986, interesele științifice ale lui A.R.Kaul s-au concentrat pe dezvoltarea metodelor chimice pentru producerea și studiul peliculelor subțiri de supraconductori la temperatură înaltă [4] . Cel mai mare succes a fost obținut în dezvoltarea metodei de depunere chimică în vapori (MOCVD, Metalorganic chemical vapor deposition) [5] . Acest lucru a fost facilitat în mare măsură de experiența vastă a Laboratorului de Chimie a Compușilor de Coordonare în sinteza și studiul beta-dicetonaților volatili ai unei game largi de metale. De asemenea, s-a acordat multă atenție îmbunătățirii tehnice a echipamentelor pentru metoda MOCVD: au fost brevetate și implementate diverse sisteme de alimentare în impulsuri cu vapori de reactivi la reactoare, în urma cărora a devenit posibilă obținerea reproductibilă a peliculelor epitaxiale de oxizi multicomponent, care sunt baza pentru dezvoltarea de noi materiale funcționale. În 1995, A.R.Kaul și-a susținut teza de doctorat „Bazele fizico-chimice pentru obținerea materialelor superionice și supraconductoare” [6] . Ulterior, practica depunerii chimice a materialelor cu peliculă subțire a fost extinsă la compuși multicomponent cu proprietăți electrice și magnetice promițătoare, cum ar fi manganiții REE și ACH cu magnetorerezistență colosală , nichelați și cobaltiți din pământuri rare, feroelectrici și diverse heterostructuri de oxizi [7] , [8] . Pentru aceste obiecte cu peliculă subțire au fost studiate relațiile dintre compoziție, structură și proprietăți funcționale și a fost stabilită influența tensiunilor de compresiune și tracțiune ale rețelei cristaline a filmului în timpul creșterii epitaxiale asupra substratului. Aceste rezultate au fost incluse în munca unei echipe de angajați ai Departamentului de Chimie Anorganică, condusă de Acad. Yu.D.Tretyakov, distins cu Premiul de Stat al Federației Ruse pentru Chimie în 2003. Numeroase observații ale diferențelor în compoziția de fază a filmelor epitaxiale în comparație cu pulberile și ceramica cu compoziție identică au fost explicate prin efectul legăturii epitaxiale cu substratul. Mai târziu, A.R.Kaul a sugerat folosirea acestui fenomen, numit stabilizare epitaxială , ca bază metodologică pentru sinteza diferitelor faze instabile sub formă de pelicule subțiri. Împreună cu O.Yu.Gorbenko a fost elaborat un model termodinamic și o teorie a fenomenului de stabilizare epitaxială, a fost elucidat rolul factorilor termodinamici și structural-geometrici care determină posibilitatea stabilizării epitaxiale a fazelor instabile [9] . Pe baza acestui concept, natura modificărilor relațiilor de fază în filmele epitaxiale pe substraturi în comparație cu starea autonomă a acelorași substanțe (sub formă de pulberi, ceramică, monocristale), o creștere a solubilității reciproce și o scădere. în reactivitatea substanţelor în stare epitaxială se stabilesc. Concluziile teoriei sunt confirmate de multe rezultate experimentale privind sinteza straturilor subtiri de oxizi complecsi din faza gazoasa. Astfel, au fost sintetizați unii compuși necunoscuți și s-au extins seria morfotrope cunoscute, incluzând granate de la începutul familiei REE, manganiți ortorombici și ortoferite hexagonale pentru REE mici etc. Ca urmare, stabilizarea epitaxială a compușilor instabili sub formă de peliculele subțiri au devenit o ramură independentă a sintezei anorganice dirijate. Ciclul de lucrări ale lui A.R. Kaul și O.Yu. Gorbenko „Heteroepitaxia în dezvoltarea de noi materiale cu peliculă subțire pe bază de oxizi: noi oportunități” a fost distins cu Premiul Lomonosov (gradul II) al Universității de Stat din Moscova în 2005.

În același timp, A.R. Kaul a inițiat lucrările privind dezvoltarea și dezvoltarea tehnologică a firelor HTSC de a doua generație bazate pe supraconductori din familia pământurilor rare depuse sub formă de straturi groase de microni foarte orientate pe substraturi metalice acoperite cu straturi tampon subțiri [10] . Pentru a desfășura această muncă complexă și multifațetă, care a unit o echipă de studenți - absolvenți ai studiilor postuniversitare ale lui A.R.Kaul, a fost creată o companie inovatoare de cercetare și producție CJSC SuperOx (www.superox.ru), care a devenit acum una dintre cele mai importante producători mondiali de fire HTSC [11] .

Activitatea de cercetare a lui A.R. Kaul vizează în prezent creșterea stabilității capacității de purtare a curentului a firelor HTSC la un câmp magnetic extern, pentru care sunt dezvoltate noi materiale compozite HTSC cu peliculă subțire cu centre de fixare nesuperconductoare introduse artificial. În același timp, sunt dezvoltate materiale cu peliculă subțire cu tranziție metal-dielectrică pe bază de dioxid de vanadiu [12] .

Predare și alte activități

Dintre elevii lui A.R. Kaulya 1 doctor în științe chimice, 27 de candidați în științe chimice, peste 40 de studenți absolvenți (specialiști, licență și masterat) în domeniile „chimie în stare solidă” și „chimie anorganică” (date pentru 2018).

Este autor a 14 cursuri de formare și lector al unor astfel de cursuri de formare pentru studenții Facultății de Chimie și ai Facultății de Științe a Materialelor ca „Chimia materialelor funcționale”, „Fundamentele sintezei anorganice”, „Știința materialelor anorganice” și „Termodinamica reacțiilor în fază solidă și a echilibrului de fază”.

AR Kaul este co-autor a mai mult de 20 de brevete în domeniul științei materialelor anorganice ale HTSC și electroliților solizi.

Membru al Colegiului Editorial al Rapoartelor Științifice din ianuarie 2014 până în prezent. vr., „Depunerea de vapori chimici”, din ianuarie 1996 până în decembrie 1999 – „Superconducting Sience and Technology” și din noiembrie 1988 până în martie 1995 – „Superconductivitate: fizică, chimie, tehnologie”.

Onoruri și premii

Note

  1. ↑ Kaul A.R. Studiu termodinamic al stabilității la temperatură înaltă a compușilor oxizilor de pământuri rare cu un număr de oxizi ai elementelor de tranziție// Dis. cand. chimic. nauk.122 CP bolnav. (Universitatea de Stat din Moscova numită după M.V. Lomonosov. Facultatea de Chimie. Departamentul de Chimie Generală. 1973. Bibliografie. L. 115-122.
  2. ↑ Kaul AR, Portnoy VK, Tretyakov Yu D., Studiul termodinamic al stabilității la temperatură înaltă a ortoferitelor de pământuri rare// High Temperature Science, 1977. Volumul 9, p. 61-70
  3. ↑ Kaul A.R., Kutsenok I.B., Tretyakov Yu.D. Despre posibilitatea utilizării beta-aluminei de argint pentru studii termodinamice // Journal of Physical Chemistry. 1974. Volumul 48, nr. 8, p. 2128-2129
  4. ↑ Kaul A.R. Metode chimice pentru obținerea filmelor și a acoperirilor HTSC// Journal of the All-Union Chemical Society. DI. Mendeleev. 1989. Volumul 34, nr. 4, p. 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 Oxide and Metal Substrates de MOCVD: Texture and Morphology// Chemistry of Materials. 2010. Volumul 22, Nr. 1, p. 175-185
  6. ↑ Kaul. A.R.Baze fizico-chimice pentru obtinerea materialelor superionice si supraconductoare// Dis. sub forma stiintifica raport dr. chimic. stiinte/MGU im. M.V. Lomonomov. Chim. fals. 1995. Bibliografie. Cu. 62-68.
  7. ↑ Kaul AR, Nikulin IV, Novojilov MA, Mudretsova SN, Kondrashov SV Oxygen Nonstoichiometry of NdNiO 3-δ și SmNiO 3-δ . Buletinul de Cercetare a Materialelor. 2004. Volumul 39, p. 775-791
  8. ↑ Gorbenko OY, Kaul AR, Kamenev AA, Melnikov OV, Graboy IE, Babushkina NA, Taldenkov AN, Inyushkin AV. 2005. Volumul 275, p. 2453-2458
  9. ↑ Kaul A., Gorbenko O., Novojilov M., Kamenev A., Bosak A., Mikhaylov A., Boytsova O., Kartavtseva M. Epitaxial stabilization - A tool for synthesis of new thin film oxide materials// 2005. Jurnal of Crystal Growth, Vol. 275, Nr. 1, p. 2445
  10. ↑ Kaul AR, Roddatis VV, Akbashev AR, Lopatin S. Complex structural-ferroelectric domain walls in thin films of hexagonal orthoferrites RFeO 3 (R=Lu,Er)// Applied Physics Letters. 2013. Volumul 9, p. 61-70
  11. ↑ Molodyk A.A., Kaul A.R. Benzi HTSC de a doua generație - materiale noi pentru industria energiei electrice bazate pe heterostructuri epitaxiale / / Russian Chemical Journal. 2013. Volumul 17, Nr. 6, p. 48-65
  12. ↑ Makarevich AM, Sadykov II, Sharovarov DI, Amelichev VA, Adamenkov AA, Tsymbarenko DM, Plokhih AV, Esaulkov MN, Solyankin PM, Kaul AR Sinteză chimică a filmelor epitaxiale de dioxid de vanadiu de înaltă calitate cu proprietăți electrice și optice ascuțite// Journal of switching Chimia Materialelor. 2015. Volumul 3, p. 9197-9205

Link -uri