In-situ рентгеноспектральная диагностика электронной, магнитной и атомной структур коллоидных магнитных наночастиц методами RIXS-MCD-HRXAS

наноматериалы и индустрия наносистем, коллоидные наночастицы, магнетизм, сильно коррелированные системы, резонансное неупругое рентгеновское рассеяние, in-situ пикодиагностика

Разработка комплексной методики для in-situ (в жидкой капельной струе) диагностики параметров электронной, магнитной и атомной структур коллоидных магнитных наночастиц, основанной на экспериментальных исследованиях с использованием уникальной установки, позволяющей получать рентгеновские спектры HERFD-XANES и RIXS-МCD в естественном состоянии коллоидного раствора (в жидкости) и последующем теоретическом анализе спектральной информации с привлечением комплекса теоретических методов, для определения параметров электронной, магнитной и атомной структур коллоидных магнитных наночастиц.

Разработанная методика будет протестирована на примере коллоидных магнитных наночастиц оксида железа, предварительные исследования которых показывают существенную зависимость параметров их атомной, электронной и магнитной структур от их размера и фазы, в которой они находятся.
Будут определены значения параметров электронной, магнитной и атомной структур коллоидных магнитных наночастиц Fe3O4.

Будет реализована новая уникальная in-situ комплексная методика, основанная на исследованиях с использованием уникальной установки, позволяющей получать рентгеновские спектры HERFD-XANES и RIXS-МCD в естественном состоянии коллоидного раствора (в жидкости) и определять параметры электронной, магнитной и атомной структур коллоидных магнитных наночастиц на основе теоретического анализа экспериментальных спектроскопических данных HERFD-XANES и RIXS-МCD с привлечением целого комплекса теоретических методов.

В Российской федерации потребителями результатов будут научно-исследовательские организации и предприятия высокотехнологичного сектора российской экономики, которые целенаправленно занимаются разработкой и производством принципиально новых наноматериалов для такие областей как нанотехнологии, элементная база для квантовых вычислений, спинтроника, наноматериалы для био-медицинских применений (в том числе для тераностики онкологических заболеваний), наноматериалы для фотовольтаики и новых типов нанокатализаторов, в том числе магнитновосстанавливаемых.

Опыт, полученный при реализации настоящего проекта, и детальное знакомство в техническими деталями комплекса разрабатываемого экспериментального оборудования на станции ID 26 ESRF, позволят в дальнейшем в кратчайшие сроки при необходимости осуществить подготовку для реализации подобной станции на отечественном источнике синхротронного излучения. Это особенно важно для применения данной методики к исследованию новых материалов в чувствительных для Российской Федерации областях, в которых вывоз образцов на исследования за рубеж не представляется целесообразным.

Спектры резонансного неупругого рентгеновского рассеяния нанокристаллов Fe3)4
Установка для получения спектров XMCD для наноматериалов в коллоидном состоянии
Установка для круговой поляризации синхротронного излучения на станции ID26 ESRF